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ES2993013T3 - Heat source unit and refrigeration apparatus - Google Patents

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ES2993013T3
ES2993013T3 ES20871745T ES20871745T ES2993013T3 ES 2993013 T3 ES2993013 T3 ES 2993013T3 ES 20871745 T ES20871745 T ES 20871745T ES 20871745 T ES20871745 T ES 20871745T ES 2993013 T3 ES2993013 T3 ES 2993013T3
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ES
Spain
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heat source
passage
refrigerant
utilization
receiver
Prior art date
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Active
Application number
ES20871745T
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Takegami
Akitoshi Ueno
Shuichi Taguchi
Takuya HORITA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
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Abstract

Según la presente invención, una unidad de control de fuente de calor (14) realiza una primera operación cuando un elemento compresor (2) se encuentra en un estado detenido y cuando la presión (RP) en el interior de un receptor (41) supera una primera presión predeterminada (Pth1). En la primera operación, la unidad de control de fuente de calor (14) hace que la entrada del elemento compresor (20) y del receptor (41) se comuniquen entre sí y lleva al elemento compresor (20) a un estado de funcionamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de fuente de calor y aparato de refrigeración
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a una unidad de fuente de calor y a un aparato de refrigeración que comprende la unidad de fuente de calor.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
El documento JP 2019 66086A describe un aparato de refrigeración que incluye una unidad del lado de la fuente de calor y una unidad del lado de utilización. La unidad del lado de la fuente de calor incluye un compresor, un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor y un receptor. El receptor almacena un refrigerante líquido a alta presión durante una operación de enfriamiento.
Otros ejemplos de unidades de fuentes de calor conocidas anteriormente de un aparato de refrigeración pueden derivarse de los documentos WO 2006/115051 A1, EP 1 916 487 A1 así como EP 1 909 047 A1. Además, el documento WO 2006/115051 A1 describe una unidad de fuente de calor según el preámbulo de la reivindicación 1. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN PROBLEMA TÉCNICO
El aparato de refrigeración descrito en el documento JP 2019 66086A puede tener una presión en el receptor aumentada mientras el compresor está detenido. Por ejemplo, cuando la temperatura alrededor del receptor aumenta mientras el compresor está detenido, un refrigerante en el receptor se evapora, aumentando la presión en el receptor. Como resultado, el receptor puede tener una presión interna anormal.
SOLUCIÓN AL PROBLEMA
El objeto de más arriba se resuelve por medio de una unidad de fuente de calor de un aparato de refrigeración según la reivindicación independiente 1. Las diferentes realizaciones pueden derivarse de las reivindicaciones dependientes. Un aparato de refrigeración según la reivindicación dependiente 11 es uno de las distintas realizaciones.
Un primer aspecto de la presente invención se refiere a una unidad de fuente de calor de un aparato (1) de refrigeración. La unidad de fuente de calor incluye: un circuito (11) de fuente de calor que tiene un elemento (20) de compresión, un intercambiador (40) de calor de fuente de calor y un receptor (41); y un controlador (14) de fuente de calor configurado para determinar, cuando el elemento (20) de compresión está en un estado detenido, si una presión (RP) en el receptor (41) supera una primera presión (Pth 1) predeterminada, y para llevar a cabo una primera operación cuando la presión (RP) en el receptor (41) supera la primera presión (Pth1) predeterminada, en donde el controlador (14) de fuente de calor permite que una entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41), y acciona el elemento (20) de compresión en la primera operación. El circuito (11) de fuente de calor incluye además un paso (P1) de gas que permite que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41), y una válvula (V1) de apertura y cierre provista en el paso (P1) de gas, y el controlador (14) de fuente de calor abre la válvula (V1) de apertura y cierre en la primera operación.
En el primer aspecto, la entrada del elemento (20) de compresión se comunica con el receptor (41), y el elemento (20) de compresión se acciona en la primera operación. Esto permite que un refrigerante en el receptor (41) se mueva al elemento (20) de compresión. Esto puede disminuir la presión (RP) en el receptor (41), evitando que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
Además, la válvula (V1) de apertura y cierre provista en el paso (P1) de gas se abre en la primera operación, permitiendo así que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41). Esto puede impulsar el elemento (20) de compresión para dejar que el refrigerante en el receptor (41) se mueva al elemento (20) de compresión, reduciendo así la presión (RP) en el receptor (41). Por lo tanto, se puede evitar que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
Un segundo aspecto de la presente invención es una realización del primer aspecto. En el segundo aspecto, un refrigerante que se ha descargado del elemento (20) de compresión se suministra al intercambiador (40) de calor de fuente de calor en la primera operación.
En el segundo aspecto, el refrigerante que se ha descargado del elemento (20) de compresión se suministra al intercambiador (40) de calor de fuente de calor en la primera operación. Esto permite que el refrigerante descargado del receptor (41) se mueva al elemento (20) de compresión y al intercambiador (40) de calor de fuente de calor. Por lo tanto, la cantidad de refrigerante descargado del receptor (41) puede aumentarse, en comparación con un caso en el cual el refrigerante descargado del receptor (41) se mueve solo al elemento (20) de compresión. Esto puede reducir aún más la presión (RP) en el receptor (41), evitando además que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
Un tercer aspecto de la presente invención es una realización del segundo aspecto. En el tercer aspecto, el circuito (11) de fuente de calor incluye un paso (P2) de conexión que permite que el intercambiador (40) de calor de fuente de calor se comunique con el receptor (41).
En el tercer aspecto, la provisión del paso (P2) de conexión permite que el refrigerante que se ha descargado del receptor (41) se mueva al elemento (20) de compresión, al intercambiador (40) de calor de fuente de calor y al paso (P2) de conexión en la primera operación. Por lo tanto, la cantidad de refrigerante descargado del receptor (41) puede aumentarse, en comparación con un caso en el cual el refrigerante descargado del receptor (41) se mueve solo al elemento (20) de compresión y al intercambiador (40) de calor de fuente de calor. Esto puede reducir aún más la presión (RP) en el receptor (41), evitando además que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
Un cuarto aspecto de la presente invención es una realización del tercer aspecto. En el cuarto aspecto, el circuito (11) de fuente de calor incluye una válvula (44) de expansión de fuente de calor provista en el paso (P2) de conexión, y el controlador (14) de fuente de calor controla la válvula (44) de expansión de fuente de calor en la primera operación de modo que el refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor se descomprime por la válvula (44) de expansión de fuente de calor y se suministra al receptor (41).
En el cuarto aspecto, el refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor es descomprimido por la válvula (44) de expansión de fuente de calor y luego suministrado al receptor (41). Esto puede devolver el refrigerante descargado del receptor (41) y descomprimirse al receptor (41). Por tanto, la presión (RP) en el receptor (41) puede ser menor, en comparación con un caso en el cual el refrigerante descargado del receptor (41) se devuelve al receptor (41) sin descompresión. Por lo tanto, se puede evitar que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
Un quinto aspecto de la presente invención es una realización del tercer aspecto. En el quinto aspecto, el circuito (11) de fuente de calor incluye una válvula (44) de expansión de fuente de calor provista en el paso (P2) de conexión, y el controlador (14) de fuente de calor cierra completamente la válvula (44) de expansión de fuente de calor después de que finalice la primera operación.
En el quinto aspecto, la válvula (44) de expansión de fuente de calor provista en el paso (P2) de conexión que permite que el intercambiador (40) de calor de fuente de calor se comunique con el receptor (41) está completamente cerrada después de que finalice la primera operación. Esto puede bloquear que el refrigerante fluya entre el receptor (41) y el intercambiador (40) de calor de fuente de calor.
Un sexto aspecto de la presente invención es una realización de cualquiera de los aspectos primero a quinto. En el sexto aspecto, el controlador (14) de fuente de calor finaliza la primera operación cuando la presión (RP) en el receptor (41) cae por debajo de una segunda presión (Pth2) que es menor que la primera presión (Pth1).
En el sexto aspecto, la primera operación termina cuando la presión (RP) en el receptor (41) cae por debajo de la segunda presión (Pth2). Por lo tanto, la primera operación puede finalizarse cuando la presión (RP) en el receptor (41) se reduce suficientemente. Esto puede reducir la aparición de un fenómeno (denominado caza) en el cual el inicio y el final de la primera operación se repiten con frecuencia.
Un séptimo aspecto de la presente invención es una realización de cualquiera de los aspectos primero a sexto. En el séptimo aspecto, el circuito (11) de fuente de calor incluye una válvula (RV) de liberación de presión configurada para funcionar cuando la presión (RP) en el receptor (41) supera una presión de funcionamiento predeterminada, y la primera presión (Pth1) es menor que la presión de funcionamiento.
En el séptimo aspecto, la primera presión (Pth1), que es un criterio para determinar si es necesario llevar a cabo la primera operación, se establece más baja que la presión de funcionamiento de la válvula (RV) de liberación de presión. Por lo tanto, la primera operación puede iniciarse antes de que la presión (RP) en el receptor (41) exceda la presión de funcionamiento de la válvula (RV) de liberación de presión y se accione la válvula (RV) de liberación de presión. Esto puede reducir la presión (RP) en el receptor (41) antes de que se accione la válvula (RV) de liberación de presión.
Un octavo aspecto de la presente invención es una realización de cualquiera de los aspectos primero a séptimo. En el octavo aspecto, el circuito (11) de fuente de calor está conectado a un circuito (16) de utilización que tiene un intercambiador (70) de calor de utilización para formar un circuito (100) de refrigerante que lleva a cabo un ciclo de refrigeración, y el controlador (14) de fuente de calor controla el circuito (100) de refrigerante de modo que se recupere un refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización al circuito (11) de fuente de calor antes de que se detenga el elemento (20) de compresión.
En el octavo aspecto, el refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización se recupera al circuito (11) de fuente de calor antes de que se detenga el elemento (20) de compresión. Esto permite que el refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización sea recogido en el circuito (11) de fuente de calor.
Un noveno aspecto de la presente invención es una realización de cualquiera de los aspectos primero a octavo. En el noveno aspecto, el elemento (20) de compresión incluye múltiples compresores (21,22, 23), y el controlador (14) de fuente de calor acciona cualquiera de los múltiples compresores (21,22, 23) en la primera operación.
En el noveno aspecto, cualquiera de los compresores (21, 22, 23) incluidos en el elemento (20) de compresión se acciona en la primera operación. Esto puede hacer que el consumo de energía requerido para accionar el elemento (20) de compresión sea menor que el requerido para accionar dos o más de los compresores (21,22, 23).
Un décimo aspecto de la presente invención es una realización de cualquiera de los aspectos primero a noveno. En el décimo aspecto, un refrigerante que fluye a través del circuito (11) de fuente de calor es dióxido de carbono.
En el décimo aspecto, el uso de dióxido de carbono como refrigerante permite que el aparato (1) de refrigeración que incluye la unidad (10) de fuente de calor lleve a cabo un ciclo de refrigeración en el cual la presión del refrigerante es igual a o mayor que la presión crítica.
Un undécimo aspecto de la presente invención se refiere a un aparato de refrigeración. El aparato de refrigeración incluye: la unidad de fuente de calor de cualquiera de los aspectos primero a décimo; y una unidad (15) de utilización provista de un circuito (16) de utilización que tiene un intercambiador (70) de calor de utilización.
En el undécimo aspecto, se puede evitar que la presión en el receptor (41) de la unidad (10) de fuente de calor se vuelva anormal.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es un diagrama de sistema de tuberías que ilustra una configuración de un aparato de refrigeración según una realización.
La Figura 2 es un diagrama de sistema de tuberías que ilustra cómo fluye un refrigerante en una operación de funcionamiento de almacenamiento en frío.
La Figura 3 es un diagrama de sistema de tuberías que ilustra cómo fluye el refrigerante en una operación de enfriamiento.
La Figura 4 es un diagrama de sistema de tuberías que ilustra cómo fluye el refrigerante en una operación de enfriamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío.
La Figura 5 es un diagrama de sistema de tuberías que ilustra cómo fluye el refrigerante en una operación de calentamiento.
La Figura 6 es un diagrama de sistema de tuberías que ilustra cómo fluye el refrigerante en una operación de funcionamiento de calentamiento y almacenamiento en frío.
La Figura 7 es un diagrama de sistema de tuberías que ilustra cómo fluye el refrigerante en una primera operación.
La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra el control de funcionamiento durante una parada de un elemento de compresión.
La Figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra el control de funcionamiento durante la primera operación. La Figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra el control de un grado de apertura de una válvula de expansión de fuente de calor durante la primera operación.
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES
Las realizaciones se describirán en detalle con referencia a los dibujos. Es preciso observar que los caracteres de referencia iguales denotan los mismos componentes o componentes equivalentes en los dibujos, y no se repetirá la descripción de los mismos.
(Aparato de refrigeración)
La Figura 1 ilustra una configuración de un aparato (1) de refrigeración según una realización. El aparato (1) de refrigeración incluye una unidad (10) de fuente de calor y una o más unidades (15) de utilización. La unidad (10) de fuente de calor y la una o más unidades (15) de utilización están conectadas por una tubería (P11) de conexión de gas y una tubería (P12) de conexión de líquido para formar un circuito (100) de refrigerante.
En este ejemplo, el aparato (1) de refrigeración enfría el interior de una instalación de refrigeración como, por ejemplo, un refrigerador, un congelador y una exposición (se denominará en lo sucesivo "almacenamiento en frío"), y acondiciona el aire en una habitación. Específicamente, el aparato (1) de refrigeración incluye dos unidades (15) de utilización. Una de las dos unidades (15) de utilización constituye una unidad (15a) interior provista en el interior, y la otra constituye una unidad (15b) de almacenamiento en frío provista para el almacenamiento en frío. En este ejemplo, la unidad (10) de fuente de calor se coloca al aire libre. El aparato (1) de refrigeración está provisto de una primera tubería (P13) de conexión de gas y una primera tubería (P14) de conexión de líquido correspondientes a la unidad (15a) interior, y una segunda tubería (P15) de conexión de gas y una segunda tubería (P16) de conexión de líquido correspondientes a la unidad (15b) de almacenamiento en frío. La unidad (10) de fuente de calor y la unidad (15a) interior están conectadas por la primera tubería (P13) de conexión de gas y la primera tubería (P14) de conexión de líquido, y la unidad (10) de fuente de calor y la unidad (15b) de almacenamiento en frío están conectadas por la segunda tubería (P15) de conexión de gas y la segunda tubería (P16) de conexión de líquido, formando así el circuito (100) de refrigerante.
Un refrigerante circula en el circuito (100) de refrigerante para llevar a cabo un ciclo de refrigeración. En este ejemplo, el refrigerante que llena el circuito (100) de refrigerante es dióxido de carbono. El circuito (100) de refrigerante está configurado para llevar a cabo un ciclo de refrigeración en el cual la presión del refrigerante es igual a o mayor que una presión crítica.
[Unidad de fuente de calor y unidad de utilización]
La unidad (10) de fuente de calor incluye un circuito (11) de fuente de calor, un ventilador (12) de fuente de calor, un ventilador (13) de enfriamiento y un controlador (14) de fuente de calor. La unidad (15) de utilización incluye un circuito (16) de utilización, un ventilador (17) de utilización y un controlador (18) de utilización. La tubería (P11) de conexión de gas conecta un extremo de gas del circuito (11) de fuente de calor y un extremo de gas del circuito (16) de utilización, y la tubería (P12) de conexión de líquido conecta un extremo de líquido del circuito (11) de fuente de calor y un extremo de líquido del circuito (16) de utilización. Por lo tanto, se forma el circuito (100) de refrigerante.
En este ejemplo, la primera tubería (P13) de conexión de gas conecta el extremo de gas del circuito (11) de fuente de calor y el extremo de gas del circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior, y la primera tubería (P14) de conexión de líquido conecta el extremo de líquido del circuito (11) de fuente de calor y el extremo de líquido del circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior. La segunda tubería (P15) de conexión de gas conecta el extremo de gas del circuito (11) de fuente de calor y el extremo de gas del circuito (16) de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío, y la segunda tubería (P16) de conexión de líquido conecta el extremo de líquido del circuito (11) de fuente de calor y el extremo de líquido del circuito (16) de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío.
[Circuito de fuente de calor]
El circuito (11) de fuente de calor incluye un elemento (20) de compresión, una unidad (30) de conmutación, un intercambiador (40) de calor de fuente de calor, un receptor (41), un intercambiador (42) de calor de enfriamiento, un interenfriador (43), una primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor, una segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor, una válvula (45) de expansión de enfriamiento, una válvula (46) de ventilación y una válvula (RV) de liberación de presión. El circuito (11) de fuente de calor está provisto de un primer a un octavo pasos (P41 a P48) de fuente de calor. Por ejemplo, los pasos (P41 a P48) de fuente de calor primero a octavo están formados por tuberías de refrigerante.
<Elemento de Compresión>
El elemento (20) de compresión aspira el refrigerante, comprime el refrigerante aspirado y descarga el refrigerante comprimido. En este ejemplo, el elemento (20) de compresión incluye múltiples compresores. Específicamente, el elemento (20) de compresión incluye un primer compresor (21), un segundo compresor (22) y un tercer compresor (23). En este ejemplo, el elemento (20) de compresión es un elemento de compresión de dos etapas. El primer compresor (21) y el segundo compresor (22) son compresores de etapa baja, y el tercer compresor (23) es un compresor de etapa alta. El primer compresor (21) corresponde a la unidad (15a) interior, y el segundo compresor (22) corresponde a la unidad (15b) de almacenamiento en frío.
El primer compresor (21) tiene un puerto de succión y un puerto de descarga. El primer compresor (21) aspira el refrigerante a través del puerto de succión para comprimir el refrigerante, y descarga el refrigerante comprimido a través del puerto de descarga. En este ejemplo, el primer compresor (21) es un compresor rotativo que incluye un motor eléctrico y un mecanismo de compresión accionado rotacionalmente por el motor eléctrico. Por ejemplo, el primer compresor (21) es un compresor de espiral. El primer compresor (21) es un compresor de capacidad variable cuyo número de rotaciones (frecuencia de operación) es ajustable.
El segundo compresor (22) y el tercer compresor (23) están configurados de la misma manera que el primer compresor (21). En este ejemplo, el puerto de succión de cada uno del primer compresor (21), el segundo compresor (22) y el tercer compresor (23) constituye una entrada del elemento (20) de compresión, y el puerto de descarga del tercer compresor (23) constituye una salida del elemento (20) de compresión.
Además, en este ejemplo, el elemento (20) de compresión tiene de un primer a un tercer pasos (P21 a P23) de succión, de un primer a un tercer pasos (P24 a P26) de descarga y un paso (P27) intermedio. Por ejemplo, estos pasos (P21 a P27) están formados por tuberías de refrigerante. Cada uno de los pasos (P21 a P23) de succión primero a tercero tiene un extremo conectado al puerto de succión del compresor correspondiente de los compresores (21 a 23) primero a tercero. El otro extremo del primer paso (P21) de succión está conectado a un segundo puerto (Q2) de la unidad (30) de conmutación. El otro extremo del segundo paso (P22) de succión está conectado a un extremo de la segunda tubería (P15) de conexión de gas. Un extremo de cada uno de los pasos (P24 a P26) de descarga primero a tercero está conectado al puerto de descarga del compresor correspondiente de los compresores (21 a 23) primero a tercero. El otro extremo del tercer paso (P26) de descarga está conectado a un primer puerto (Q1) de la unidad (30) de conmutación. Un extremo del paso (P27) intermedio está conectado al otro extremo del primer paso (P24) de descarga y al otro extremo del segundo paso (P25) de descarga, y el otro extremo del paso (P27) intermedio está conectado al otro extremo del tercer paso (P23) de succión.
<Unidad de conmutación>
La unidad (30) de conmutación tiene un primer puerto (Q1), un segundo puerto (Q2), un tercer puerto (Q3) y un cuarto puerto (Q4) y conmuta el estado de comunicación entre el primer al cuarto puertos (Q1 a Q4). El primer puerto (Q1) está conectado al puerto de descarga del tercer compresor (23), que es la salida del elemento (20) de compresión, por el tercer paso (P26) de descarga. El segundo puerto (Q2) está conectado al puerto de succión del primer compresor (21) mediante el primer paso (P21) de succión. El tercer puerto (Q3) está conectado a un extremo de un primer paso (P41) de fuente de calor, y el otro extremo del primer paso (P41) de fuente de calor está conectado a un extremo de la primera tubería (P13) de conexión de gas. El cuarto puerto (Q4) está conectado a un extremo de un segundo paso (P42) de fuente de calor, y el otro extremo del segundo paso (P42) de fuente de calor está conectado al extremo de gas del intercambiador (40) de calor de fuente de calor.
En este ejemplo, la unidad (30) de conmutación incluye una primera válvula (31) de tres vías y una segunda válvula (32) de tres vías. La unidad (30) de conmutación también incluye de un primer a un cuarto pasos (P31 a P34) de conmutación. Los pasos (P31 a P34) de conmutación primero a cuarto están formados, por ejemplo, por tuberías de refrigerante. La primera válvula (31) de tres vías tiene de un primer a un tercer puertos, y conmuta entre un primer estado de comunicación (un estado indicado por una curva continua en la Figura 1) en el cual el primer y el tercer puertos se comunican entre sí, y un segundo estado de comunicación (un estado indicado por una curva discontinua en la Figura 1) en el cual el segundo y el tercer puertos se comunican entre sí. La segunda válvula (32) de tres vías está configurada de la misma manera que la primera válvula (31) de tres vías.
El primer paso (P31) de conmutación conecta el primer puerto de la primera válvula (31) de tres vías y el otro extremo del tercer paso (P26) de descarga. El segundo paso (P32) de conmutación conecta el primer puerto de la segunda válvula (32) de tres vías y el otro extremo del tercer paso (P26) de descarga. El tercer paso (P33) de conmutación conecta el segundo puerto de la primera válvula (31) de tres vías y el otro extremo del primer paso (P21) de succión. El cuarto paso (P34) de conmutación conecta el segundo puerto de la segunda válvula (32) de tres vías y el otro extremo del primer paso (P21) de succión. El tercer puerto de la primera válvula (31) de tres vías está conectado a un extremo de la primera tubería (P13) de conexión de gas por el primer paso (P41) de fuente de calor. El tercer puerto de la segunda válvula (32) de tres vías está conectado al extremo de gas del intercambiador (40) de calor de fuente de calor por el segundo paso (P42) de fuente de calor.
En este ejemplo, una unión del primer paso (P31) de conmutación, el segundo paso (P32) de conmutación y el tercer paso (P26) de descarga constituye el primer puerto (Q1), y una unión del tercer paso (P33) de conmutación, el cuarto paso (P34) de conmutación y el primer paso (P21) de succión constituye el segundo puerto (Q2). El tercer puerto de la primera válvula (31) de tres vías constituye el tercer puerto (Q3), y el tercer puerto de la segunda válvula (32) de tres vías constituye el cuarto puerto (Q4).
<Ventilador de fuente de calor e intercambiador de calor de fuente de calor>
El ventilador (12) de fuente de calor está dispuesto cerca del intercambiador (40) de calor de fuente de calor y transporta el aire (aire exterior en este ejemplo) al intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El intercambiador (40) de calor de fuente de calor intercambia calor entre el refrigerante que fluye a través del intercambiador (40) de calor de fuente de calor y el aire transportado por el ventilador (12) de fuente de calor al intercambiador (40) de calor de fuente de calor. Por ejemplo, el intercambiador (40) de calor de fuente de calor es un intercambiador de calor de aleta y tubo.
En este ejemplo, el extremo de gas del intercambiador (40) de calor de fuente de calor está conectado al cuarto puerto (Q4) de la unidad (30) de conmutación por el segundo paso (P42) de fuente de calor. El extremo de líquido del intercambiador (40) de calor de fuente de calor está conectado a un extremo del tercer paso (P43) de fuente de calor, y el otro extremo del tercer paso (P43) de fuente de calor está conectado a la entrada del receptor (41).
<Receptor>
El receptor (41) almacena el refrigerante y separa el refrigerante en un refrigerante gaseoso y un refrigerante líquido. Por ejemplo, el receptor (41) está constituido por un recipiente a presión. El receptor (41) está configurado para ser resistente al calor. Por ejemplo, se provee una capa de aislamiento térmico hecha de un material de aislamiento térmico en una pared periférica del receptor (41).
En este ejemplo, la entrada del receptor (41) está conectada al extremo de líquido del intercambiador (40) de calor de fuente de calor por el tercer paso (P43) de fuente de calor. Una salida de líquido del receptor (41) está conectada a un extremo de la tubería (P12) de conexión de líquido por el cuarto paso (P44) de fuente de calor. Específicamente, el cuarto paso (P44) de fuente de calor incluye un paso (P44a) principal, un primer paso (P44b) de ramificación y un segundo paso (P44c) de ramificación. Un extremo del paso (P44a) principal está conectado a la salida de líquido del receptor (41). Un extremo del primer paso (P44b) de ramificación está conectado al otro extremo del paso (P44a) principal, y el otro extremo del primer paso (P44b) de ramificación está conectado a un extremo de la primera tubería (P14) de conexión de líquido. Un extremo del segundo paso (P44c) de ramificación está conectado al otro extremo del paso (P44a) principal, y el otro extremo del segundo paso (P44c) de ramificación está conectado a un extremo de la segunda tubería (P16) de conexión de líquido.
En este ejemplo, un extremo del quinto paso (P45) de fuente de calor está conectado a una primera porción (Q41) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor, y el otro extremo del quinto paso (P45) de fuente de calor está conectado a una primera porción (Q31) intermedia del tercer paso (P43) de fuente de calor. Un extremo del sexto paso (P46) de fuente de calor está conectado a una segunda porción (Q42) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor, y el otro extremo del sexto paso (P46) de fuente de calor está conectado al otro extremo del tercer paso (P23) de succión. Un extremo del séptimo paso (P47) de fuente de calor está conectado a una salida de gas del receptor (41) , y el otro extremo del séptimo paso (P47) de fuente de calor está conectado a una porción (Q60) intermedia del sexto paso (P46) de fuente de calor. Un extremo del octavo paso (P48) de fuente de calor está conectado a una segunda porción (Q32) intermedia del tercer paso (P43) de fuente de calor, y el otro extremo del octavo paso (P48) de fuente de calor está conectado a una tercera porción (Q43) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor.
La segunda porción (Q32) intermedia del tercer paso (P43) de fuente de calor está ubicada en el tercer paso (P43) de fuente de calor entre la primera porción (Q31) intermedia y el receptor (41). En el cuarto paso (P44) de fuente de calor, la primera porción (Q41) intermedia, la segunda porción (Q42) intermedia y la tercera porción (Q43) intermedia están dispuestas en este orden desde la salida de líquido del receptor (41) hacia un extremo de la tubería (P12) de conexión de líquido. Específicamente, la primera porción (Q41) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor está ubicada en el paso (P44a) principal del cuarto paso (P44) de fuente de calor. La segunda porción (Q42) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor está ubicada en el paso (P44a) principal del cuarto paso (P44) de fuente de calor entre la primera porción (Q41) intermedia y el otro extremo del paso (P44a) principal, es decir, una unión del paso (P44a) principal, el primer paso (P44b) de ramificación y el segundo paso (P44c) de ramificación. La tercera porción (Q43) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor está ubicada en el primer paso (P44b) de ramificación del cuarto paso (P44) de fuente de calor.
<Paso de fuente de calor>
En este ejemplo, el primer paso (P41) de fuente de calor es un paso provisto para la comunicación entre la salida del elemento (20) de compresión y el extremo de gas del circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior. El segundo paso (P42) de fuente de calor es un paso provisto para la comunicación entre la salida del elemento (20) de compresión y el extremo de gas del intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El tercer paso (P43) de fuente de calor es un paso provisto para la comunicación entre el extremo de líquido del intercambiador (40) de calor de fuente de calor y la entrada del receptor (41). El cuarto paso (P44) de fuente de calor es un paso provisto para la comunicación entre la salida de líquido del receptor (41) y los extremos de líquido de los circuitos (16) de utilización de la unidad (15a) interior y la unidad (15b) de almacenamiento de frío. El quinto paso (P45) de fuente de calor es un paso provisto para la comunicación entre la salida de líquido del receptor (41) y el extremo de líquido del intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El sexto paso (P46) de fuente de calor es un paso (paso de inyección) provisto para suministrar parte del refrigerante que fluye a través del cuarto paso (P44) de fuente de calor a la entrada del elemento (20) de compresión (el puerto de succión del tercer compresor (23) en este ejemplo). El séptimo paso (P47) de fuente de calor es un paso (paso de ventilación) provisto para descargar el refrigerante gaseoso recogido en el receptor (41) desde el receptor (41). El octavo paso (P48) de fuente de calor es un paso provisto para la comunicación entre el extremo de líquido del circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior y la entrada del receptor (41).
<Intercambiador de calor de enfriamiento>
El intercambiador (42) de calor de enfriamiento está conectado al cuarto paso (P44) de fuente de calor y al sexto paso (P46) de fuente de calor, e intercambia calor entre el refrigerante que fluye a través del cuarto paso (P44) de fuente de calor y el refrigerante que fluye a través del sexto paso (P46) de fuente de calor. En este ejemplo, el intercambiador (42) de calor de enfriamiento incluye un primer paso (42a) de refrigerante incorporado en el cuarto paso (P44) de fuente de calor y un segundo paso (42b) de refrigerante incorporado en el sexto paso (P46) de fuente de calor, e intercambia calor entre el refrigerante que fluye a través del primer paso (42a) de refrigerante y el refrigerante que fluye a través del segundo paso (42b) de refrigerante. Específicamente, el primer paso (42a) de refrigerante está dispuesto en el cuarto paso (P44) de fuente de calor entre el receptor (41) y la primera porción (Q41) intermedia. El segundo paso (42b) de refrigerante está dispuesto en el sexto paso (P46) de fuente de calor entre un extremo del sexto paso (P46) de fuente de calor (la segunda porción (Q42) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor) y la porción (Q60) intermedia. Por ejemplo, el intercambiador (42) de calor de enfriamiento es un intercambiador de calor de placas.
<Ventilador de refrigeración e interenfriador>
El ventilador (13) de enfriamiento está dispuesto cerca del interenfriador (43) y transporta el aire (aire exterior en este ejemplo) al interenfriador (43). El interenfriador (43) está provisto en el paso (P27) intermedio e intercambia calor entre el refrigerante que fluye a través del paso (P27) intermedio y el aire transportado por el ventilador (13) de enfriamiento al interenfriador (43). Por lo tanto, el refrigerante que fluye a través del paso (P27) intermedio se enfría. Por ejemplo, el interenfriador (43) es un intercambiador de calor de aleta y tubo.
<Primera válvula de expansión de fuente de calor>
La primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor se provee en el tercer paso (P43) de fuente de calor, y descomprime el refrigerante. En este ejemplo, la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor está dispuesta en el tercer paso (P43) de fuente de calor entre la primera porción (Q31) intermedia y la segunda porción (Q32) intermedia. La primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor tiene un grado de apertura variable. Por ejemplo, la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor es una válvula de expansión electrónica (válvula accionada por motor).
<Segunda válvula de expansión de fuente de calor>
La segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor se provee en el quinto paso (P45) de fuente de calor, y descomprime el refrigerante. La segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor tiene un grado de apertura variable. Por ejemplo, la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor es una válvula de expansión electrónica (válvula accionada por motor).
<Válvula de expansión de enfriamiento>
La válvula (45) de expansión de enfriamiento se provee en el sexto paso (P46) de fuente de calor, y descomprime el refrigerante. En este ejemplo, la válvula (45) de expansión de enfriamiento está dispuesta en el sexto paso (P46) de fuente de calor entre un extremo del sexto paso (P46) de fuente de calor (la segunda porción (Q42) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor) y el intercambiador (42) de calor de enfriamiento. La válvula (45) de expansión de enfriamiento tiene un grado de apertura variable. Por ejemplo, la válvula (45) de expansión de enfriamiento es una válvula de expansión electrónica (válvula accionada por motor).
<Válvula de ventilación>
La válvula (46) de ventilación se provee en el séptimo paso (P47) de fuente de calor. La válvula (46) de ventilación tiene un grado de apertura variable. Por ejemplo, la válvula (46) de ventilación es una válvula accionada por motor. La válvula (46) de ventilación puede ser una válvula de apertura-cierre (válvula electromagnética) que es conmutable entre un estado abierto y un estado cerrado.
<Válvula de liberación de presión>
La válvula (RV) de liberación de presión se opera cuando la presión (RP) en el receptor (41) supera una presión de funcionamiento predeterminada. En este ejemplo, la válvula (RV) de liberación de presión se provee para el receptor (41). Cuando se opera la válvula (RV) de liberación de presión, el refrigerante en el receptor (41) se descarga desde el receptor (41) a través de la válvula (RV) de liberación de presión.
<Válvula de retención>
El circuito (11) de fuente de calor está provisto de válvulas (CV1 a CV7) de retención primera a séptima. La primera válvula (CV1) de retención se provee en el primer paso (P24) de descarga. La segunda válvula (CV2) de retención se provee en el segundo paso (P25) de descarga. La tercera válvula (CV3) de retención se provee en el tercer paso (P26) de descarga. La cuarta válvula (CV4) de retención se provee para el tercer paso (P43) de fuente de calor, y está dispuesta en el tercer paso (P43) de fuente de calor entre la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor y la segunda porción (Q32) intermedia. La quinta válvula (CV5) de retención se provee en el cuarto paso (P44) de fuente de calor, y está dispuesta en el primer paso (P44b) de ramificación del cuarto paso (P44) de fuente de calor entre la tercera porción (Q43) intermedia y una unión del paso (P44a) principal, el primer paso (P44b) de ramificación y el segundo paso (P44c) de ramificación. La sexta válvula (CV6) de retención se provee en el quinto paso (P45) de fuente de calor, y se dispone en el quinto paso (P45) de fuente de calor entre un extremo del quinto paso (P45) de fuente de calor (la primera porción (Q31) intermedia del cuarto paso (P44) de fuente de calor) y la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor. La séptima válvula (CV7) de retención se provee en el octavo paso (P48) de fuente de calor. Cada una de las válvulas (CV1 a CV7) de retención primera a séptima permite que el refrigerante fluya en la dirección de las flechas que se muestran en la Figura 1 e impide que el refrigerante fluya en la dirección opuesta.
<Circuito de separación de aceite>
El circuito (11) de fuente de calor está provisto de un circuito (50) de separación de aceite. El circuito (50) de separación de aceite incluye un separador (60) de aceite, una primera tubería (61) de retorno de aceite, una segunda tubería (62) de retorno de aceite, una primera válvula (63) de control de aceite y una segunda válvula (64) de control de aceite. El separador (60) de aceite se provee en el tercer paso (P26) de descarga, y separa el aceite del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión, es decir, el tercer compresor (23). Un extremo de la primera tubería (61) de retorno de aceite está conectado al separador (60) de aceite, y el otro extremo de la primera tubería (61) de retorno de aceite está conectado al primer paso (P21) de succión. Un extremo de la segunda tubería (62) de retorno de aceite está conectado al separador (60) de aceite, y el otro extremo de la segunda tubería (62) de retorno de aceite está conectado al segundo paso (P22) de succión. La primera válvula (63) de control de aceite se provee en la primera tubería (61) de retorno de aceite, y la segunda válvula (64) de control de aceite se provee en la segunda tubería (62) de retorno de aceite.
Con esta configuración, parte del aceite recogido en el separador (60) de aceite vuelve al primer compresor (21) a través de la primera tubería (61) de retorno de aceite y del primer paso (P21) de succión, y el resto vuelve al segundo compresor (22) a través de la segunda tubería (62) de retorno de aceite y del segundo paso (P22) de succión. El aceite recogido en el separador (60) de aceite puede volver al tercer compresor (23). Alternativamente, el aceite recogido en el separador (60) de aceite puede volver directamente a un depósito de aceite (no se muestra) en la carcasa del primer compresor (21), un depósito de aceite (no se muestra) en la carcasa del segundo compresor (22), o un depósito de aceite (no se muestra) en la carcasa del tercer compresor (23).
[Diversos sensores en la unidad de fuente de calor]
La unidad (10) de fuente de calor está provista de varios sensores como, por ejemplo, un sensor de presión y un sensor de temperatura. Los diversos sensores detectan cantidades físicas como, por ejemplo, la presión y temperatura de un refrigerante de alta presión en el circuito (100) de refrigerante, la presión y temperatura de un refrigerante de baja presión en el circuito (100) de refrigerante, la presión y temperatura de un refrigerante a presión intermedia en el circuito (100) de refrigerante, la presión y temperatura de un refrigerante en el intercambiador (40) de calor de fuente de calor, y la temperatura del aire (aire exterior en este ejemplo) aspirado al interior de la unidad (10) de fuente de calor.
En este ejemplo, la unidad (10) de fuente de calor está provista de un sensor (S41) de presión del receptor, un sensor (S42) de temperatura del receptor, un primer sensor (S21) de presión de succión, un segundo sensor (S22) de presión de succión y un sensor (S23) de presión de descarga. El sensor (S41) de presión del receptor detecta la presión en el receptor (41) (es decir, la presión del refrigerante). El sensor (S42) de temperatura del receptor detecta la temperatura en el receptor (41) (es decir, la temperatura del refrigerante). El primer sensor (S21) de presión de succión detecta la presión del refrigerante en el lado de succión del primer compresor (21) (un ejemplo del lado de succión del elemento (20) de compresión). El segundo sensor (S22) de presión de succión detecta la presión del refrigerante en el lado de succión del segundo (22) compresor (un ejemplo del lado de succión del elemento (20) de compresión). El sensor (S23) de presión de descarga detecta la presión del refrigerante en el lado de descarga del tercer compresor (23) (un ejemplo del lado de descarga del elemento (20) de compresión).
[Controlador de fuente de calor]
El controlador (14) de fuente de calor está conectado a los diversos sensores (es decir, el sensor (S41) de presión de receptor, el sensor (S42) de temperatura de receptor, el primer sensor (S21) de presión de succión, el segundo sensor (S22) de presión de succión, el sensor (S23) de presión de descarga, etc.) provistos en la unidad (10) de fuente de calor a través de líneas de comunicación. El controlador (14) de fuente de calor está conectado a los componentes de la unidad (10) de fuente de calor (es decir, el elemento (20) de compresión, la unidad (30) de conmutación, la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor, la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor, la válvula (45) de expansión de enfriamiento, la válvula (46) de ventilación, el ventilador (12) de fuente de calor, el ventilador (13) de enfriamiento, etc.), a través de líneas de comunicación. El controlador (14) de fuente de calor controla los componentes de la unidad (10) de fuente de calor en base a las señales de detección de los diversos sensores provistos en la unidad (10) de fuente de calor (señales que indican los resultados de detección de los diversos sensores) y señales externas (p. ej., comandos de operación). Por ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor incluye un procesador y una memoria que almacena programas e información para operar el procesador.
[Circuito de utilización]
El circuito (16) de utilización incluye un intercambiador (70) de calor de utilización y una válvula (71) de expansión de utilización. El circuito (16) de utilización también incluye un paso (P70) de gas de utilización y un paso (P71) de líquido de utilización. El paso (P70) de gas de utilización y el paso (P71) de líquido de utilización están formados, por ejemplo, por tuberías de refrigerante.
En este ejemplo, el circuito (16) de utilización de la unidad (15) de utilización que constituye la unidad (15a) interior incluye, además del intercambiador (70) de calor de utilización y la válvula (71) de expansión de utilización, una válvula (72) de expansión auxiliar, una octava válvula (CV8) de retención y una novena válvula (CV9) de retención. El circuito (16) de utilización de la unidad (15) de utilización que constituye la unidad (15a) interior incluye además un paso (P72) auxiliar además del paso (P70) de gas de utilización y del paso (P71) de líquido de utilización.
<Ventilador de utilización e intercambiador de calor de utilización>
El ventilador (17) de utilización está dispuesto cerca del intercambiador (70) de calor de utilización y transporta el aire (aire ambiente o aire dentro del almacenamiento en frío en este ejemplo) al intercambiador (70) de calor de utilización. El intercambiador (70) de calor de utilización intercambia calor entre el refrigerante que fluye a través del intercambiador (70) de calor de utilización y el aire transportado por el ventilador (17) de utilización al intercambiador (70) de calor de utilización. Por ejemplo, el intercambiador (70) de calor de utilización es un intercambiador de calor de aleta y tubo.
En este ejemplo, un extremo de gas del intercambiador (70) de calor de utilización está conectado a un extremo del paso (P70) de gas de utilización, y el otro extremo del paso (P70) de gas de utilización está conectado al otro extremo de la tubería (P11) de conexión de gas. Específicamente, el otro extremo del paso (P70) de gas de utilización del circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior está conectado al otro extremo de la primera tubería (P13) de conexión de gas, y el otro extremo del paso (P70) de gas de utilización del circuito (16) de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío está conectado al otro extremo de la segunda tubería (P15) de conexión de gas. El extremo de líquido del intercambiador (70) de calor de utilización está conectado a un extremo del paso (P71) de líquido de utilización, y el otro extremo del paso (P71) de líquido de utilización está conectado al otro extremo de la tubería (P12) de conexión de líquido. Específicamente, el otro extremo del paso (P71) de líquido de utilización del circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior está conectado al otro extremo de la primera tubería (P14) de conexión de líquido, y el otro extremo del paso (P71) de líquido de utilización del circuito (16) de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío está conectado al otro extremo de la segunda tubería (P16) de conexión de líquido.
<Válvula de expansión de utilización>
La válvula (71) de expansión de utilización se provee en el paso (P71) de líquido de utilización y descomprime el refrigerante. La válvula (71) de expansión de utilización tiene un grado de apertura variable. Por ejemplo, la válvula (71) de expansión de utilización es una válvula de expansión electrónica (válvula accionada por motor).
<Válvula de expansión auxiliar>
La válvula (72) de expansión auxiliar se provee en el paso (P72) auxiliar y descomprime el refrigerante. La válvula (72) de expansión auxiliar tiene un grado de apertura variable. Por ejemplo, la válvula (72) de expansión auxiliar es una válvula de expansión electrónica (válvula accionada por motor).
En este ejemplo, en el circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior, un extremo del paso (P72) auxiliar está conectado al extremo de líquido del intercambiador (70) de calor de utilización, y el otro extremo del paso (P72) auxiliar está conectado al otro extremo de la primera tubería (P14) de conexión de líquido.
<Válvula de retención>
En el circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior, la octava válvula (CV8) de retención se provee en el paso (P71) de líquido de utilización, y se dispone en el paso (P71) de líquido de utilización entre el extremo de líquido del intercambiador (40) de calor de fuente de calor y la válvula (71) de expansión de utilización. La novena válvula (CV9) de retención se provee en el paso (P72) auxiliar, y se dispone en el paso (P72) auxiliar entre la válvula (72) de expansión auxiliar y el otro extremo de la primera tubería (P14) de conexión de líquido. Cada una de la octava válvula (CV8) de retención y la novena válvula (CV9) de retención permite que el refrigerante fluya en la dirección de las flechas que se muestran en la Figura 1 e impide que el refrigerante fluya en la dirección opuesta.
[Diversos sensores en la unidad de utilización ]
Cada unidad (15) de utilización está provista de varios sensores como, por ejemplo, un sensor de presión y un sensor de temperatura (no se muestran). Los diversos sensores detectan cantidades físicas como, por ejemplo, la presión y temperatura del refrigerante a alta presión en el circuito (100) de refrigerante, la presión y temperatura del refrigerante a baja presión en el circuito (100) de refrigerante, la presión y temperatura del refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización, y la temperatura del aire (el aire ambiente o el aire dentro del almacenamiento en frío en este ejemplo) aspirado al interior de la unidad (15) de utilización.
[Controlador de utilización]
El controlador (18) de utilización está conectado a los diversos sensores (es decir, los sensores de presión, los sensores de temperatura, etc.) provistos en la unidad (15) de utilización a través de líneas de comunicación. El controlador (18) de utilización está conectado a los componentes de la unidad (15) de utilización (es decir, la válvula (71) de expansión de utilización, la válvula (72) de expansión auxiliar, el ventilador (17) de utilización, etc.) a través de líneas de comunicación. El controlador (18) de utilización controla los componentes de la unidad (15) de utilización basándose en señales de detección de los diversos sensores provistos en la unidad (15) de utilización (señales que indican resultados de detección de los diversos sensores) y señales externas (p. ej., comandos de operación). Por ejemplo, el controlador (18) de utilización incluye un procesador y una memoria que almacena programas e información para operar el procesador.
[Controlador]
En el aparato (1) de refrigeración, el controlador (14) de fuente de calor y uno o más (dos en este ejemplo) controladores (18) de utilización constituyen un controlador (200). El controlador (200) controla los componentes del aparato (1) de refrigeración en base a las señales de detección de los diversos sensores provistos en el aparato (1) de refrigeración y las señales externas. Por lo tanto, se controla el funcionamiento del aparato (1) de refrigeración.
En este ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor y los controladores (18) de utilización están conectados entre sí a través de líneas de comunicación. El controlador (14) de fuente de calor y los controladores (18) de utilización se comunican entre sí para controlar los componentes del aparato (1) de refrigeración. Específicamente, el controlador (14) de fuente de calor controla los componentes de la unidad (10) de fuente de calor, y controla los controladores (18) de utilización para controlar los componentes de las unidades (15) de utilización. Por lo tanto, el controlador (14) de fuente de calor controla el funcionamiento del aparato (1) de refrigeración que incluye la unidad (10) de fuente de calor y las unidades (15) de utilización. El controlador (14) de fuente de calor también controla el circuito (100) de refrigerante que incluye el circuito (11) de fuente de calor y el circuito (16) de utilización.
En este ejemplo, cada controlador (18) de utilización transmite una señal de solicitud de inicio para solicitar un inicio del elemento (20) de compresión al controlador (14) de fuente de calor dependiendo de si es necesario el intercambio de calor en el intercambiador (70) de calor de utilización (intercambio de calor entre el aire y el refrigerante en este ejemplo). Si el intercambio de calor en el intercambiador (70) de calor de utilización es necesario puede determinarse en base a la temperatura del aire (el aire ambiente o el aire dentro del almacenamiento en frío en este ejemplo) aspirado hacia la unidad (15) de utilización.
Por ejemplo, para enfriar el aire por la unidad (15) de utilización, el controlador (18) de utilización transmite la señal de solicitud de inicio cuando la temperatura del aire aspirado en la unidad (15) de utilización supera una temperatura objetivo preestablecida, es decir, cuando es necesario el intercambio de calor en el intercambiador (70) de calor de utilización. El controlador (18) de utilización ajusta el grado de apertura de la válvula (71) de expansión de utilización mediante el control de sobrecalentamiento. Para el control de sobrecalentamiento, el controlador (18) de utilización ajusta el grado de apertura de la válvula (71) de expansión de utilización de modo que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en la salida del intercambiador (70) de calor de utilización que sirve como evaporador alcanza un grado objetivo de sobrecalentamiento. El controlador (18) de utilización transmite una señal de solicitud de detención cuando la temperatura del aire aspirado en la unidad (15) de utilización se reduce a la temperatura objetivo, es decir, cuando ya no es necesario el intercambio de calor en el intercambiador (70) de calor de utilización. A continuación, el controlador (18) de utilización cierra completamente la válvula (71) de expansión de utilización.
El controlador (14) de fuente de calor acciona el elemento (20) de compresión en respuesta a la señal de solicitud de inicio transmitida desde el controlador (18) de utilización. El controlador (14) de fuente de calor detiene el elemento (20) de compresión cuando la señal de solicitud de detención se transmite desde los controladores (18) de utilización de todas las unidades (15) de utilización, es decir, cuando ya no es necesario el intercambio de calor en el intercambiador (70) de calor de utilización en cada unidad (15) de utilización.
[Funcionamiento del aparato de refrigeración]
El aparato (1) de refrigeración que se muestra en la Figura 1 lleva a cabo diversas operaciones como, por ejemplo, una operación de funcionamiento de almacenamiento en frío, una operación de enfriamiento, una operación de funcionamiento de enfriamiento y almacenamiento en frío, una operación de calentamiento y una operación de funcionamiento de calentamiento y almacenamiento en frío.
<Operación de funcionamiento de almacenamiento en frío>
La operación de funcionamiento de almacenamiento en frío se describirá con referencia a la Figura 2. En la operación de funcionamiento de almacenamiento en frío, la unidad (15b) de almacenamiento en frío se opera y la unidad (15a) interior se detiene. En la operación de funcionamiento de almacenamiento en frío, se produce un ciclo de refrigeración en el cual el intercambiador (40) de calor de fuente de calor sirve como radiador, y el intercambiador (70) de calor de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío sirve como evaporador.
En la unidad (10) de fuente de calor en la operación de funcionamiento de almacenamiento en frío, la primera válvula (31) de tres vías se lleva al segundo estado, y la segunda válvula (32) de tres vías se lleva al primer estado. Esto permite que el primer puerto (Q1) y el cuarto puerto (Q4) de la unidad (30) de conmutación se comuniquen entre sí, y permite que el segundo puerto (Q2) y el tercer puerto (Q3) se comuniquen entre sí. El ventilador (12) de fuente de calor y el ventilador (13) de enfriamiento son accionados. El segundo compresor (22) y el tercer compresor (23) son accionados, y el primer compresor (21) se detiene. La primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor se abre a un grado de apertura predeterminado, la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor y la válvula (46) de ventilación están completamente cerradas, y el grado de apertura de la válvula (45) de expansión de enfriamiento se ajusta adecuadamente. En la unidad (15a) interior, el ventilador (17) de utilización se detiene, y la válvula (71) de expansión de utilización y la válvula (72) de expansión auxiliar están completamente cerradas. En la unidad (15b) de almacenamiento en frío, se acciona el ventilador (17) de utilización, y el grado de apertura de la válvula (71) de expansión de utilización se ajusta mediante el control de sobrecalentamiento.
Como se ilustra en la Figura 2, el refrigerante descargado del segundo compresor (22) se enfría en el interenfriador (43), y es aspirado y comprimido por el tercer compresor (23). El refrigerante descargado del tercer compresor (23) fluye al interior del segundo paso (P42) de fuente de calor a través de la unidad (30) de conmutación, y disipa calor en el intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor pasa a través de la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor y de la cuarta válvula (CV4) de retención que están abiertas en el tercer paso (P43) de fuente de calor, y fluye al receptor (41) para recogerse en el mismo. El refrigerante (refrigerante líquido) que ha fluido fuera de la salida de líquido del receptor (41) fluye al interior del cuarto paso (P44) de fuente de calor, y se enfría en el primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento a través de la absorción de calor por el refrigerante que fluye a través del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. Parte del refrigerante que ha fluido fuera del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento fluye al sexto paso (P46) de fuente de calor, y el resto fluye al paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío a través del cuarto paso (P44) de fuente de calor y de la segunda tubería (P16) de conexión de líquido.
El refrigerante que ha fluido al interior del paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío se descomprime mediante la válvula (71) de expansión de utilización, y absorbe calor del aire dentro del almacenamiento en frío en el intercambiador (70) de calor de utilización para evaporarse. Por lo tanto, el aire dentro del almacenamiento frío se enfría. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (70) de calor de utilización pasa a través del paso (P70) de gas de utilización, la segunda tubería (P15) de conexión de gas y el segundo paso (P22) de succión, y es aspirado y comprimido por el segundo compresor (22).
El refrigerante que ha fluido al interior del sexto paso (P46) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor se descomprime mediante la válvula (45) de expansión de enfriamiento, y absorbe calor en el segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento desde el refrigerante que fluye a través del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. El refrigerante que ha fluido fuera del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento pasa a través del sexto paso (P46) de fuente de calor y del tercer paso (P23) de succión, y es succionado y comprimido por el tercer compresor (23).
<Operación de enfriamiento>
La operación de enfriamiento se describirá con referencia a la Figura 3. En la operación de enfriamiento, la unidad (15a) interior enfría el interior de la habitación, y la unidad (15b) de almacenamiento en frío se detiene. En la operación de enfriamiento, se produce un ciclo de refrigeración en el cual el intercambiador (40) de calor de fuente de calor sirve como radiador, y el intercambiador (70) de calor de utilización de la unidad (15a) interior sirve como evaporador.
En la unidad (10) de fuente de calor en la operación de enfriamiento, la primera válvula (31) de tres vías se lleva al segundo estado, y la segunda válvula (32) de tres vías se lleva al primer estado. Esto permite que el primer puerto (Q1) y el cuarto puerto (Q4) de la unidad (30) de conmutación se comuniquen entre sí, y permite que el segundo puerto (Q2) y el tercer puerto (Q3) se comuniquen entre sí. El ventilador (12) de fuente de calor y el ventilador (13) de enfriamiento son accionados. El primer compresor (21) y el tercer compresor (23) son accionados, y el segundo compresor (22) se detiene. La primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor se abre a un grado de apertura predeterminado, la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor y la válvula (46) de ventilación están completamente cerradas, y el grado de apertura de la válvula (45) de expansión de enfriamiento se ajusta adecuadamente. En la unidad (15a) interior, se acciona el ventilador (17) de utilización, se ajusta el grado de apertura de la válvula (71) de expansión de utilización mediante el control de sobrecalentamiento, y la válvula (72) de expansión auxiliar está completamente cerrada. En la unidad (15b) de almacenamiento en frío, el ventilador (17) de utilización se detiene y la válvula (71) de expansión de utilización está completamente cerrada.
Como se ilustra en la Figura 3, el refrigerante descargado del primer compresor (21) se enfría en el interenfriador (43), y es aspirado y comprimido por el tercer compresor (23). El refrigerante descargado del tercer compresor (23) fluye al interior del segundo paso (P42) de fuente de calor a través de la unidad (30) de conmutación, y disipa calor en el intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor pasa a través de la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor y de la cuarta válvula (CV4) de retención que están abiertas en el tercer paso (P43) de fuente de calor, y fluye al receptor (41) para recogerse en el mismo. El refrigerante (refrigerante líquido) que ha fluido fuera de la salida de líquido del receptor (41) fluye al interior del cuarto paso (P44) de fuente de calor, y se enfría en el primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento a través de la absorción de calor por el refrigerante que fluye a través del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. Parte del refrigerante que ha fluido fuera del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento fluye al sexto paso (P46) de fuente de calor, y el resto fluye al paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15a) interior a través del cuarto paso (P44) de fuente de calor y de la primera tubería (P14) de conexión de líquido.
El refrigerante que ha fluido al interior del paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15a) interior se descomprime mediante la válvula (71) de expansión de utilización, y absorbe calor del aire ambiente en el intercambiador (70) de calor de utilización para evaporarse. De este modo, el aire ambiente se enfría. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (70) de calor de utilización pasa a través del paso (P70) de gas de utilización, de la primera tubería (P13) de conexión de gas, del primer paso (P41) de fuente de calor, de la unidad (30) de conmutación y del primer paso (P21) de succión, y es aspirado y comprimido por el primer compresor (21).
El refrigerante que ha fluido al interior del sexto paso (P46) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor se descomprime mediante la válvula (45) de expansión de enfriamiento, y absorbe calor en el segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento desde el refrigerante que fluye a través del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. El refrigerante que ha fluido fuera del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento pasa a través del sexto paso (P46) de fuente de calor y del tercer paso (P23) de succión, y es aspirado y comprimido por el tercer compresor (23).
<Operación de enfriamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío>
La operación de enfriamiento y de funcionamiento de almacenamiento en frío se describirá con referencia a la Figura 4. En la operación de enfriamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío, la unidad (15a) interior enfría el interior de la habitación, y la unidad (15b) de almacenamiento en frío funciona. En la operación de enfriamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío, se produce un ciclo de refrigeración en el cual el intercambiador (40) de calor de fuente de calor sirve como radiador, y el intercambiador (70) de calor de utilización de la unidad (15a) interior y el intercambiador (70) de calor de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío sirven como evaporadores.
En la unidad (10) de fuente de calor en la operación de enfriamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío, la primera válvula (31) de tres vías se lleva al segundo estado, y la segunda válvula (32) de tres vías se lleva al primer estado. Esto permite que el primer puerto (Q1) y el cuarto puerto (Q4) de la unidad (30) de conmutación se comuniquen entre sí, y permite que el segundo puerto (Q2) y el tercer puerto (Q3) se comuniquen entre sí. El ventilador (12) de fuente de calor y el ventilador (13) de enfriamiento son accionados. El primer compresor (21), el segundo compresor (22) y el tercer compresor (23) son accionados. La primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor se abre a un grado de apertura predeterminado, la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor y la válvula (46) de ventilación están completamente cerradas, y el grado de apertura de la válvula (45) de expansión de enfriamiento se ajusta adecuadamente. En la unidad (15a) interior, se acciona el ventilador (17) de utilización, se ajusta el grado de apertura de la válvula (71) de expansión de utilización mediante el control de sobrecalentamiento, y la válvula (72) de expansión auxiliar está completamente cerrada. En la unidad (15b) de almacenamiento en frío, se acciona el ventilador (17) de utilización, y el grado de apertura de la válvula (71) de expansión de utilización se ajusta mediante el control de sobrecalentamiento.
Como se ilustra en la Figura 4, el refrigerante descargado de cada uno del primer compresor (21) y el segundo compresor (22) se enfría en el interenfriador (43), y se aspirado y comprime por el tercer compresor (23). El refrigerante descargado del tercer compresor (23) fluye al interior del segundo paso (P42) de fuente de calor a través de la unidad (30) de conmutación, y disipa calor en el intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor pasa a través de la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor y de la cuarta válvula (CV4) de retención que están abiertas en el tercer paso (P43) de fuente de calor, y fluye al receptor (41) para recogerse en el mismo. El refrigerante (refrigerante líquido) que ha fluido fuera de la salida de líquido del receptor (41) fluye al interior del cuarto paso (P44) de fuente de calor, y se enfría en el primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento a través de la absorción de calor por el refrigerante que fluye a través del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. Parte del refrigerante que ha fluido fuera del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento fluye al sexto paso (P46) de fuente de calor, y el resto diverge a la primera tubería (P14) de conexión de líquido y a la segunda tubería (P16) de conexión de líquido. El refrigerante que ha divergido en la primera tubería (P14) de conexión de líquido fluye hacia el paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15a) interior. El refrigerante que ha divergido en la segunda tubería (P16) de conexión de líquido fluye hacia el paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío.
El refrigerante que ha fluido al interior del paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15a) interior se descomprime mediante la válvula (71) de expansión de utilización, y absorbe calor del aire ambiente en el intercambiador (70) de calor de utilización para evaporarse. De este modo, el aire ambiente se enfría. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (70) de calor de utilización pasa a través del paso (P70) de gas de utilización, de la primera tubería (P13) de conexión de gas, del primer paso (P41) de fuente de calor, de la unidad (30) de conmutación y del primer paso (P21) de succión, y es aspirado y comprimido por el primer compresor (21).
El refrigerante que ha fluido al interior del paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío se descomprime mediante la válvula (71) de expansión de utilización, y absorbe calor del aire dentro del almacenamiento en frío en el intercambiador (70) de calor de utilización para evaporarse. Por lo tanto, el aire dentro del almacenamiento en frío se enfría. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (70) de calor de utilización pasa a través del paso (P70) de gas de utilización, de la segunda tubería (P15) de conexión de gas y del segundo paso (P22) de succión, y es aspirado y comprimido por el segundo compresor (22).
El refrigerante que ha fluido al interior del sexto paso (P46) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor se descomprime mediante la válvula (45) de expansión de enfriamiento, y absorbe calor en el segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento desde el refrigerante que fluye a través del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. El refrigerante que ha fluido fuera del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento pasa a través del sexto paso (P46) de fuente de calor y del tercer paso (P23) de succión, y es aspirado y comprimido por el tercer compresor (23).
<Operación de calentamiento>
La operación de calentamiento se describirá con referencia a la Figura 5. En la operación de calentamiento, la unidad (15a) interior calienta el interior de la habitación, y la unidad (15b) de almacenamiento en frío se detiene. En la operación de calentamiento, se produce un ciclo de refrigeración en el cual el intercambiador (70) de calor de utilización de la unidad (15a) interior sirve como radiador, y el intercambiador (40) de calor de fuente de calor sirve como evaporador.
En la unidad (10) de fuente de calor en la operación de calentamiento, la primera válvula (31) de tres vías se lleva al primer estado, y la segunda válvula (32) de tres vías se lleva al segundo estado. Esto permite que el primer puerto (Q1) y el tercer puerto (Q3) de la unidad (30) de conmutación se comuniquen entre sí, y permite que el segundo puerto (Q2) y el cuarto puerto (Q4) se comuniquen entre sí. El ventilador (12) de fuente de calor se acciona y el ventilador (13) de enfriamiento se detiene. El primer compresor (21) y el tercer compresor (23) son accionados, y el segundo compresor (22) se detiene. El grado de apertura de la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor se ajusta mediante el control de sobrecalentamiento, la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor y la válvula (46) de ventilación están completamente cerradas, y el grado de apertura de la válvula (45) de expansión de enfriamiento se ajusta adecuadamente. En la unidad (15a) interior, se acciona el ventilador (17) de utilización, la válvula (71) de expansión de utilización está completamente cerrada y la válvula (72) de expansión auxiliar se abre a un grado de apertura predeterminado. En la unidad (15b) de almacenamiento en frío, el ventilador (17) de utilización se detiene y la válvula (71) de expansión de utilización está completamente cerrada.
Como se ilustra en la Figura 5, el refrigerante descargado del primer compresor (21) fluye a través del interenfriador (43), y es aspirado y comprimido por el tercer compresor (23). El refrigerante descargado del tercer compresor (23) pasa a través de la unidad (30) de conmutación, del primer paso (P41) de fuente de calor y de la primera tubería (P13) de conexión de gas y fluye al interior del paso (P70) de gas de utilización de la unidad interior (15a).
El refrigerante que ha fluido al interior del paso (P70) de gas de utilización de la unidad (15a) interior disipa calor al aire ambiente en el intercambiador (70) de calor de utilización. De este modo, se calienta el aire ambiente. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (70) de calor de utilización pasa a través de la válvula (72) de expansión auxiliar y de la novena válvula (CV9) de retención que están abiertas en el paso (P72) auxiliar, y fluye al cuarto paso (P44) de fuente de calor de la unidad (10) de fuente de calor a través de la primera tubería (P14) de conexión de líquido.
El refrigerante que ha fluido al interior del cuarto paso (P44) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor pasa a través del octavo paso (P48) de fuente de calor y del tercer paso (P43) de fuente de calor, y fluye al interior del receptor (41) para recogerse en el mismo. El refrigerante (refrigerante líquido) que ha fluido fuera de la salida de líquido del receptor (41) fluye al interior del cuarto paso (P44) de fuente de calor, y se enfría en el primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento a través de la absorción de calor por el refrigerante que fluye a través del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. Parte del refrigerante que ha fluido fuera del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento fluye hacia el quinto paso (P45) de fuente de calor, y el resto fluye hacia el sexto paso (P46) de fuente de calor.
El refrigerante que ha fluido al interior del quinto paso (P45) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor se descomprime mediante la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor, fluye al interior del intercambiador (40) de calor de fuente de calor a través del tercer paso (P43) de fuente de calor y absorbe calor del aire exterior en el intercambiador (40) de calor de fuente de calor para evaporarse. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor pasa a través del segundo paso (P42) de fuente de calor, de la unidad (30) de conmutación y del primer paso (P21) de succión, y es aspirado y comprimido por el primer compresor (21).
El refrigerante que ha fluido al interior del sexto paso (P46) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor se descomprime mediante la válvula (45) de expansión de enfriamiento, y absorbe calor en el segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento desde el refrigerante que fluye a través del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. El refrigerante que ha fluido fuera del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento pasa a través del sexto paso (P46) de fuente de calor y del tercer paso (P23) de succión, y es aspirado y comprimido por el tercer compresor (23).
<Operación calentamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío>
La operación de calentamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío se describirá con referencia a la Figura 6. En la operación de calentamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío, la unidad (15a) interior calienta el interior de la habitación, y la unidad (15b) de almacenamiento en frío funciona. En la operación de calentamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío, se produce un ciclo de refrigeración en el cual el intercambiador (70) de calor de utilización de la unidad (15a) interior sirve como radiador, y el intercambiador (40) de calor de fuente de calor y el intercambiador (70) de calor de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío sirven como evaporadores.
En la operación de calentamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío, la primera válvula (31) de tres vías se lleva al primer estado, y la segunda válvula (32) de tres vías se lleva al segundo estado. El ventilador (12) de fuente de calor se acciona y el ventilador (13) de enfriamiento se detiene. El primer puerto (Q1) y el tercer puerto (Q3) de la unidad (30) de conmutación se comunican entre sí, y el segundo puerto (Q2) y el cuarto puerto (Q4) se comunican entre sí. El primer compresor (21), el segundo compresor (22) y el tercer compresor (23) son accionados. El grado de apertura de la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor se ajusta mediante el control de sobrecalentamiento, la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor y la válvula (46) de ventilación están completamente cerradas, y el grado de apertura de la válvula (45) de expansión de enfriamiento se ajusta adecuadamente. En la unidad (15a) interior, se acciona el ventilador (17) de utilización, la válvula (71) de expansión de utilización está completamente cerrada y la válvula (72) de expansión auxiliar se abre a un grado de apertura predeterminado. En la unidad (15b) de almacenamiento en frío, se acciona el ventilador (17) de utilización, y el grado de apertura de la válvula (71) de expansión de utilización se ajusta mediante el control de sobrecalentamiento.
En la operación de calentamiento y funcionamiento de almacenamiento en frío, el refrigerante descargado de cada uno del primer compresor (21) y el segundo compresor (22) fluye a través del interenfriador (43), y es aspirado y comprimido por el tercer compresor (23). El refrigerante descargado del tercer compresor (23) pasa a través de la unidad (30) de conmutación, del primer paso (P41) de fuente de calor y la primera tubería (P13) de conexión de gas y fluye al interior del paso (P70) de gas de utilización de la unidad (15a) interior.
El refrigerante que ha fluido al interior del paso (P70) de gas de utilización de la unidad (15a) interior disipa calor al aire ambiente en el intercambiador (70) de calor de utilización. De este modo, se calienta el aire ambiente. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (70) de calor de utilización pasa a través de la válvula (72) de expansión auxiliar y de la novena válvula (CV9) de retención que están abiertas en el paso (P72) auxiliar, y fluye al cuarto paso (P44) de fuente de calor de la unidad (10) de fuente de calor a través de la primera tubería (P14) de conexión de líquido.
El refrigerante que ha fluido al interior del cuarto paso (P44) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor pasa a través del octavo paso (P48) de fuente de calor y del tercer paso (P43) de fuente de calor, y fluye al interior del receptor (41) para recogerse en el mismo. El refrigerante (refrigerante líquido) que ha fluido fuera de la salida de líquido del receptor (41) fluye al interior del cuarto paso (P44) de fuente de calor, y se enfría en el primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento a través de la absorción de calor por el refrigerante que fluye a través del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. Parte del refrigerante que ha fluido fuera del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento fluye al quinto paso (P45) de fuente de calor, y el resto diverge a la segunda tubería (P16) de conexión de líquido y al sexto paso (P46) de fuente de calor. El refrigerante que ha divergido en la segunda tubería (P16) de conexión de líquido fluye hacia el paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío.
El refrigerante que ha fluido al interior del quinto paso (P45) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor se descomprime mediante la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor, fluye al interior del intercambiador (40) de calor de fuente de calor a través del tercer paso (P43) de fuente de calor y absorbe calor del aire exterior en el intercambiador (40) de calor de fuente de calor para evaporarse. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor pasa a través del segundo paso (P42) de fuente de calor, de la unidad (30) de conmutación y del primer paso (P21) de succión, y es aspirado y comprimido por el primer compresor (21).
El refrigerante que ha fluido al interior del sexto paso (P46) de fuente de calor en la unidad (10) de fuente de calor se descomprime mediante la válvula (45) de expansión de enfriamiento, y absorbe calor en el segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento desde el refrigerante que fluye a través del primer paso (42a) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento. El refrigerante que ha fluido fuera del segundo paso (42b) de refrigerante del intercambiador (42) de calor de enfriamiento pasa a través del sexto paso (P46) de fuente de calor y del tercer paso (P23) de succión, y es aspirado y comprimido por el tercer compresor (23).
El refrigerante que ha fluido al interior del paso (P71) de líquido de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío se descomprime mediante la válvula (71) de expansión de utilización, y absorbe calor del aire dentro del almacenamiento en frío en el intercambiador (70) de calor de utilización para evaporarse. Por lo tanto, el aire dentro del almacenamiento frío se enfría. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (70) de calor de utilización pasa a través del paso (P70) de gas de utilización, de la segunda tubería (P15) de conexión de gas y del segundo paso (P22) de succión, y es aspirado y comprimido por el segundo (22) compresor.
[Detalles del circuito de fuente de calor]
El circuito (11) de fuente de calor en el aparato (1) de refrigeración incluye un paso (P1) de gas, una válvula (V1) de apertura-cierre, un paso (P2) de conexión y una válvula (44) de expansión de fuente de calor.
<Paso de gas>
El paso (P1) de gas es un paso que permite que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41). En este ejemplo, el paso (P1) de gas incluye parte del sexto paso (P46) de fuente de calor y el séptimo paso (P47) de fuente de calor. Específicamente, el paso (P1) de gas incluye parte del sexto paso (P46) de fuente de calor entre una porción (Q60) intermedia y otro extremo del sexto paso (P46) de fuente de calor (una unión del sexto paso (P46) de fuente de calor con el tercer paso (P23) de succión), y el séptimo paso (P47) de fuente de calor. El paso (P1) de gas permite que el puerto de succión del tercer compresor (23), que es un ejemplo de la entrada del elemento (20) de compresión, se comunique con la salida de gas del receptor (41).
<Válvula de apertura-cierre>
La válvula (V1) de apertura-cierre es una válvula provista en el paso (P1) de gas. La válvula (V1) de apertura-cierre es conmutable entre un estado abierto y un estado cerrado. En este ejemplo, la válvula (V1) de apertura-cierre está constituida por una válvula (46) de ventilación.
<Paso de conexión>
El paso (P2) de conexión es un paso que permite que el intercambiador (40) de calor de fuente de calor se comunique con el receptor (41). En este ejemplo, el paso (P2) de conexión está constituido por el tercer paso (P43) de fuente de calor. El paso (P2) de conexión permite que el extremo líquido del intercambiador (40) de calor de fuente de calor se comunique con la entrada del receptor (41).
<Válvula de expansión de fuente de calor>
La válvula (44) de expansión de fuente de calor es una válvula provista en el paso (P2) de conexión. La válvula (44) de expansión de fuente de calor tiene un grado de apertura variable. En este ejemplo, la válvula (44) de expansión de fuente de calor está constituida por la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor.
[Primera operación]
En el aparato (1) de refrigeración, el controlador (14) de fuente de calor lleva a cabo una primera operación cuando el elemento (20) de compresión está en un estado detenido y la presión (RP) en el receptor (41) supera una primera presión (Pth 1) predeterminada. El controlador (14) de fuente de calor permite que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41) y acciona el elemento (20) de compresión en la primera operación. En otras palabras, en la primera operación, el controlador (14) de fuente de calor lleva el circuito (11) de fuente de calor a un estado en el cual la entrada del elemento (20) de compresión se comunica con el receptor (41) y el elemento (20) de compresión se acciona.
Específicamente, en la primera operación, el controlador (14) de fuente de calor abre la (V1) válvula de apertura-cierre provista en el paso (P1) de gas que permite que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41). Esto permite la comunicación entre la entrada del elemento (20) de compresión y el receptor (41). El grado de apertura de la válvula (V1) de apertura-cierre en la primera operación puede ser el máximo, o puede ser menor que el máximo. El grado de apertura de la válvula (V1) de apertura-cierre en la primera operación puede ser fijo o variable. Por ejemplo, en la primera operación, el controlador (14) de fuente de calor puede ajustar el grado de apertura de la válvula (V1) de apertura-cierre de modo que una cantidad predeterminada de refrigerante se mueva del receptor (41) al elemento (20) de compresión.
Es preciso observar que la primera presión (Pth1) se establece en, por ejemplo, una presión a la que el receptor (41) puede protegerse contra el daño provocado por alta presión. En este ejemplo, la primera presión (Pth1) es menor que la presión de funcionamiento de la válvula (RV) de liberación de presión. Como ejemplo específico, la primera presión (Pth 1) se establece en 8,5 MPa cuando el refrigerante es dióxido de carbono.
El refrigerante que se ha descargado del elemento (20) de compresión se suministra al intercambiador (40) de calor de fuente de calor en la primera operación. Específicamente, el controlador (14) de fuente de calor controla el circuito (11) de fuente de calor en la primera operación de modo que el refrigerante que se ha descargado del elemento (20) de compresión se suministra al intercambiador (40) de calor de fuente de calor. En otras palabras, en la primera operación, el controlador (14) de fuente de calor lleva el circuito (11) de fuente de calor a un estado en el cual el refrigerante que se ha descargado del elemento (20) de compresión se suministra al intercambiador (40) de calor de fuente de calor.
El controlador (14) de fuente de calor controla la válvula (44) de expansión de fuente de calor en la primera operación de modo que el refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor se descomprime por la válvula (44) de expansión de fuente de calor y se suministra al receptor (41). Específicamente, el controlador (14) de fuente de calor abre la válvula (44) de expansión de fuente de calor en la primera operación. El grado de apertura de la válvula (44) de expansión de fuente de calor en la primera operación es menor que el máximo.
El controlador (14) de fuente de calor finaliza la primera operación cuando la presión (RP) en el receptor (41) cae por debajo de una segunda presión predeterminada (Pth2). La segunda presión (Pth2) es menor que la primera presión (Pth1). Por ejemplo, la segunda presión (Pth2) se establece a un nivel en el cual puede considerarse que la presión (RP) en el receptor (41) se reduce suficientemente. Como ejemplo específico, la segunda presión (Pth2) se establece en 5 MPa cuando el refrigerante es dióxido de carbono. El controlador (14) de fuente de calor cierra completamente la válvula (44) de expansión de fuente de calor después de que finalice la primera operación.
En la primera operación, el controlador (14) de fuente de calor acciona cualquiera de los múltiples compresores incluidos en el elemento (20) de compresión (el tercer compresor (23) en este ejemplo). El número de rotaciones del compresor accionado en la primera operación se establece en un número predeterminado de rotaciones (p. ej., un número mínimo de rotaciones).
[Detalles de la primera operación]
Como se ilustra en la Figura 7, la segunda válvula (32) de tres vías en la unidad (10) de fuente de calor está en el primer estado durante la primera operación. Por ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor conmuta la segunda válvula (32) de tres vías al primer estado según sea necesario. Por lo tanto, el primer puerto (Q1) y el cuarto puerto (Q4) de la unidad (30) de conmutación se comunican entre sí, y la salida del elemento (20) de compresión (el puerto de descarga del tercer compresor (23) en este ejemplo) se comunica con el extremo de gas del intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El controlador (14) de fuente de calor abre la válvula (V1) de apertura-cierre (la válvula (46) de ventilación en este ejemplo). Esto permite la comunicación entre la entrada del elemento (20) de compresión (el puerto de succión del tercer compresor (23) en este ejemplo) y la salida de gas del receptor (41). El controlador (14) de fuente de calor ajusta adecuadamente el grado de apertura de la válvula (44) de expansión de fuente de calor (la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor en este ejemplo). Esto permite la comunicación entre el extremo de líquido del intercambiador (40) de calor de fuente de calor y la entrada del receptor (41). El controlador (14) de fuente de calor acciona el elemento (20) de compresión. En este ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor acciona el tercer compresor (23) y mantiene el primer compresor (21) y el segundo compresor (22) en el estado detenido.
En la primera operación, el controlador (14) de fuente de calor acciona el ventilador (12) de fuente de calor y detiene el ventilador (13) de enfriamiento en la unidad (10) de fuente de calor. El controlador (14) de fuente de calor cierra completamente la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor y la válvula (45) de expansión de enfriamiento. El controlador (18) de utilización en la unidad (15a) interior detiene el ventilador (17) de utilización y cierra completamente la válvula (71) de expansión de utilización y la válvula (72) de expansión auxiliar. El controlador (18) de utilización en la unidad (15b) de almacenamiento en frío detiene el ventilador (17) de utilización y cierra completamente la válvula (71) de expansión de utilización.
Como se ilustra en la Figura 7, cuando se acciona el tercer compresor (23) (el elemento (20) de compresión), el refrigerante en el receptor (41) fluye fuera del receptor (41). El refrigerante que ha fluido fuera del receptor (41) se mueve al puerto de succión del tercer compresor (23) (la entrada del elemento (20) de compresión) a través del paso (P1) de gas. Específicamente, el refrigerante que ha fluido fuera de la salida de gas del receptor (41) entra en el paso (P1) de gas, pasa a través de la válvula (V1) de apertura-cierre que está abierta en el paso (P1) de gas, y es aspirado al puerto de succión del tercer compresor (23). El refrigerante descargado del tercer compresor (23) pasa a través del tercer paso (P26) de descarga, de la unidad (30) de conmutación y el segundo paso (P42) de fuente de calor, y fluye al intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor fluye al interior del paso (P2) de conexión, se descomprime mediante la válvula (44) de expansión de fuente de calor y luego fluye al interior de la entrada del receptor (41).
[Operación de bombeo de vacío]
En este aparato (1) de refrigeración, el controlador (14) de fuente de calor lleva a cabo una operación de bombeo de vacío antes de que se detenga el elemento (20) de compresión. En la operación de bombeo de vacío, el controlador (14) de fuente de calor controla el circuito (100) de refrigerante de modo que el refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización se recupera al circuito (11) de fuente de calor.
En la unidad (10) de fuente de calor, durante la operación de bombeo de vacío, la primera válvula (31) de tres vías se lleva al segundo estado, y la segunda válvula (32) de tres vías se lleva al primer estado. Específicamente, el controlador (14) de fuente de calor conmuta la primera válvula (31) de tres vías al segundo estado, y conmuta la segunda válvula (32) de tres vías al primer estado, según sea necesario. Por lo tanto, el primer puerto (Q1) y el cuarto puerto (Q4) de la unidad (30) de conmutación se comunican entre sí, el segundo puerto (Q2) y el tercer puerto (Q3) se comunican entre sí, la entrada del elemento (20) de compresión se comunica con el extremo de gas del circuito (16) de utilización de la unidad (15) de utilización, y la salida del elemento (20) de compresión se comunica con el extremo de gas del intercambiador (40) de calor de fuente de calor. En este ejemplo, el puerto de succión del primer compresor (21) se comunica con el extremo de gas del circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior, y el puerto de descarga del tercer compresor (23) se comunica con el extremo de gas del intercambiador (40) de calor de fuente de calor. El puerto de succión del segundo compresor (22) se comunica con el extremo de gas del circuito (16) de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío a través del segundo paso (P22) de succión y de la segunda tubería (P15) de conexión de gas. El controlador (14) de fuente de calor acciona el elemento (20) de compresión. En este ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor acciona el primer compresor (21), el segundo compresor (22) y el tercer compresor (23).
En la operación de bombeo de vacío, el controlador (14) de fuente de calor acciona el ventilador (12) de fuente de calor y el ventilador (13) de enfriamiento en la unidad (10) de fuente de calor. El controlador (14) de fuente de calor abre completamente la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor (válvula (44) de expansión de fuente de calor), cierra completamente la segunda válvula (44b) de expansión de fuente de calor y la válvula (46) de ventilación, y ajusta adecuadamente el grado de apertura de la válvula (45) de expansión de enfriamiento. El controlador (18) de utilización en la unidad (15a) interior acciona el ventilador (17) de utilización y cierra completamente la válvula (71) de expansión de utilización y la válvula (72) de expansión auxiliar. El controlador (18) de utilización en la unidad (15b) de almacenamiento en frío acciona el ventilador (17) de utilización y cierra completamente la válvula (71) de expansión de utilización.
Cuando el elemento (20) de compresión se acciona en la operación de bombeo de vacío, el refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización del circuito (16) de utilización de la unidad (15a) interior fluye fuera del intercambiador (70) de calor de utilización, pasa a través del paso (P70) de gas de utilización de la unidad (15a) interior y de la primera tubería (P13) de conexión de gas para fluir al interior del primer paso (P41) de fuente de calor del circuito (11) de fuente de calor de la unidad (10) de fuente de calor, y se aspira al interior del elemento (20) de compresión (es decir, el primer compresor (21)) a través del primer paso (P41) de fuente de calor, de la unidad (30) de conmutación y del primer paso (P21) de succión. El refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización del circuito (16) de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío fluye fuera del intercambiador (70) de calor de utilización, pasa a través del paso (P70) de gas de utilización de la unidad (15b) de almacenamiento en frío y de la segunda tubería (P15) de conexión de gas para fluir al interior del segundo paso (P22) de succión del circuito (11) de fuente de calor de la unidad (10) de fuente de calor, y se succiona al interior del elemento (20) de compresión (es decir, el segundo compresor (22)). El refrigerante descargado del elemento (20) de compresión (es decir, el tercer compresor (23)) pasa a través de la unidad (30) de conmutación, del segundo paso (P42) de fuente de calor, del intercambiador (40) de calor de fuente de calor y del tercer paso (P43) de fuente de calor, y fluye hacia el receptor (41) para recogerse en el mismo.
Cuando se cumple una condición de terminación de bombeo de vacío predeterminada, el controlador (14) de fuente de calor finaliza la operación de bombeo de vacío. Ejemplos de la condición de terminación de bombeo de vacío incluyen una condición en donde la presión del refrigerante en el lado de succión del elemento (20) de compresión (la presión en el lado de succión del primer compresor (21) o el segundo compresor (22)) cae por debajo de una presión de parada predeterminada, una condición en donde ha transcurrido un tiempo predeterminado desde el inicio de la operación de bombeo de vacío, etc. Después de que finalice la operación de bombeo de vacío, el controlador (14) de fuente de calor detiene el elemento (20) de compresión y cierra completamente la primera válvula (44a) de expansión de fuente de calor (la válvula (44) de expansión de fuente de calor).
[Control de operación durante la detención del elemento de compresión]
A continuación, se describirá el control de funcionamiento por el controlador (14) de fuente de calor durante la detención del elemento (20) de compresión con referencia a la Figura 8.
<Etapa (ET11)>
En primer lugar, el controlador (14) de fuente de calor determina si la presión (RP) en el receptor (41) supera la primera presión (Pth1). Por ejemplo, el sensor (S41) de presión del receptor detecta la presión (RP) en el receptor (41). El controlador (14) de fuente de calor puede determinar si la presión detectada por el sensor (S41) de presión de receptor supera la primera presión (Pth1). La presión (RP) en el receptor (41) puede derivarse de una temperatura detectada por el sensor (S42) de temperatura del receptor (temperatura en el receptor (41)). El controlador (14) de fuente de calor puede determinar si la presión (RP) en el receptor (41) derivada de la temperatura en el receptor (41) supera la primera presión (Pth1). El procesamiento de la Etapa (ET11) se repite hasta que la presión (RP) en el receptor (41) supera la primera presión (Pth 1), y el procesamiento de la Etapa (ET12) se lleva a cabo cuando la presión (RP) en el receptor (41) supera la primera presión (Pth1).
<Etapa (ET12)>
Cuando la presión (RP) en el receptor (41) supera la primera presión (Pth1), el controlador (14) de fuente de calor inicia la primera operación. En este ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor abre la válvula (46) de ventilación, que es un ejemplo de la válvula (V1) de apertura-cierre, y acciona el tercer compresor (23) del elemento (20) de compresión.
[Control de operación durante la primera operación]
A continuación, se describirá el control de funcionamiento por el controlador (14) de fuente de calor durante la primera operación con referencia a la Figura 9.
<Etapa (ET21)>
En primer lugar, el controlador (14) de fuente de calor determina si se cumple al menos una de una primera condición de terminación, una segunda condición de terminación o una tercera condición de terminación.
La primera condición de terminación es una condición en donde la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión supera una primera presión (HPth1) alta predeterminada. Por ejemplo, el sensor (S23) de presión de descarga detecta la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión. El controlador (14) de fuente de calor puede determinar si la presión detectada por el sensor (S23) de presión de descarga supera la primera presión (HPth 1) alta. Por ejemplo, la primera presión (HPth1) alta se establece a una presión a la que el elemento (20) de compresión puede protegerse contra daños causados por alta presión. Como ejemplo específico, la primera presión (HPth1) alta se establece en 11 MPa cuando el refrigerante es dióxido de carbono. La segunda condición de terminación es una condición en donde la presión (RP) en el receptor (41) cae por debajo de una segunda presión (Pth2) predeterminada. La tercera condición de terminación es una condición de que ha transcurrido un tiempo operativo predeterminado desde el inicio de la primera operación. Por ejemplo, el tiempo operativo se establece en un tiempo durante el cual la presión (RP) en el receptor (41) puede considerarse que se reduce suficientemente mediante la continuación de la primera operación.
El procesamiento de la Etapa (ET21) se repite hasta que se cumpla al menos una de la primera, segunda o tercera condición de terminación, y el procesamiento de la Etapa (ET22) se lleva a cabo cuando se cumple al menos una de la primera, segunda o tercera condición de terminación.
<Etapa (ET22)>
El controlador (14) de fuente de calor finaliza la primera operación. El controlador (14) de fuente de calor detiene el accionamiento del elemento (20) de compresión. En este ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor cierra completamente la válvula (44) de expansión de fuente de calor después de que finalice la primera operación.
[Control de la válvula de expansión de fuente de calor durante la primera operación]
A continuación, se describirá con referencia a la Figura 10 cómo se controla la válvula (44) de expansión de fuente de calor durante la primera operación. El controlador (14) de fuente de calor lleva a cabo repetidamente el siguiente procesamiento durante la primera operación.
<Etapa (ET31)>
En primer lugar, el controlador (14) de fuente de calor determina si la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión supera una tercera presión (HPth3) alta. Por ejemplo, la tercera presión (HPth3) alta se establece en 9,5 MPa cuando el refrigerante es dióxido de carbono. El procesamiento de la Etapa (ET31) se repite hasta que la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión exceda la tercera presión (HPth3) alta, y el procesamiento de la Etapa (ET32) se lleva a cabo cuando la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión exceda la tercera presión (HPth3) alta.
<Etapa (ET32)>
Cuando la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión supera la tercera presión (HPth3) alta, el controlador (14) de fuente de calor abre la válvula (44) de expansión de fuente de calor. Específicamente, el controlador (14) de fuente de calor establece el grado de apertura de la válvula (44) de expansión de fuente de calor en un grado de apertura inicial predeterminado.
<Etapa (ET33)>
A continuación, el controlador (14) de fuente de calor determina si se cumplen tanto una primera condición como una segunda condición.
La primera condición es una condición en donde la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión cae por debajo de una segunda presión (HPth2) alta predeterminada. La segunda presión (HPth2) alta es menor que la primera presión (HPth1) alta. Por ejemplo, la segunda presión (HPth2) alta se establece a un nivel en donde la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión puede considerarse suficientemente disminuida. Como ejemplo específico, la segunda presión (HPth2) alta se establece en 10,5 MPa cuando el refrigerante es dióxido de carbono. La segunda condición es una condición en donde la presión (RP) en el receptor (41) supera la primera presión (Pth1).
Si se cumplen tanto la primera como la segunda condiciones, se lleva a cabo el procesamiento de la etapa (ET34). De lo contrario, se lleva a cabo el procesamiento de la etapa (ET35).
<Etapa (ET34)>
El controlador (14) de fuente de calor reduce el grado de apertura de la válvula (44) de expansión de fuente de calor. Esto permite que la válvula (44) de expansión de fuente de calor descomprima aún más el refrigerante, haciendo posible acelerar la reducción de la presión (RP) en el receptor (41). En la primera operación, si la reducción del grado de apertura de la válvula (44) de expansión de fuente de calor provoca que la válvula (44) de expansión de fuente de calor se cierre completamente, el controlador (14) de fuente de calor no reduce el grado de apertura de la válvula (44) de expansión de fuente de calor.
<Etapa (ET35)>
Cuando no se cumplen ambas condiciones primera y segunda, el controlador (14) de fuente de calor determina si la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión supera la tercera presión (HPth3) alta. Si la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión supera la tercera presión (HPth3) alta, se lleva a cabo el procesamiento de la etapa (ET36), y de lo contrario, el procesamiento finaliza.
<Etapa (ET36)>
El controlador (14) de fuente de calor aumenta el grado de apertura de la válvula (44) de expansión de fuente de calor. Esto puede disminuir la presión (HP) del refrigerante descargado del elemento (20) de compresión, haciendo posible proteger el elemento (20) de compresión de daños a alta temperatura.
[Característica (1) de la realización]
Como se ha descrito más arriba, la unidad (10) de fuente de calor de la presente realización es la unidad (10) de fuente de calor del aparato (1) de refrigeración, e incluye: un circuito (11) de fuente de calor que tiene un elemento (20) de compresión, un intercambiador (40) de calor de fuente de calor y un receptor (41); y un controlador (14) de fuente de calor configurado para llevar a cabo una primera operación cuando el elemento (20) de compresión está en un estado detenido y una presión (RP) en el receptor (41) supera una primera presión (Pth1) predeterminada. El controlador (14) de fuente de calor permite que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41) y acciona el elemento (20) de compresión en la primera operación.
En la presente realización, la entrada del elemento (20) de compresión se comunica con el receptor (41), y el elemento (20) de compresión se acciona en la primera operación. Esto permite que un refrigerante en el receptor (41) se mueva al elemento (20) de compresión. Esto puede disminuir la presión (RP) en el receptor (41), evitando que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
En la primera operación, el refrigerante en el receptor (41) se mueve al elemento de compresión (20), promoviendo la evaporación (autoevaporación) del refrigerante líquido en el receptor (41). Esto puede disminuir la temperatura en el receptor (41).
El evitar que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal puede reducir el nivel de resistencia a la presión (resistencia a la presión) requerido para el receptor (41). Por ejemplo, el receptor (41) puede ser reducido. Esto puede reducir el coste del receptor (41).
En el caso de una anomalía como, por ejemplo, un incendio, la temperatura alrededor del receptor (41) aumenta rápidamente. Por lo tanto, la presión (RP) en el receptor (41) necesita reducirse rápidamente. En la presente realización, accionar el elemento (20) de compresión puede descargar rápidamente el refrigerante desde el receptor (41), reduciendo así rápidamente la presión (RP) en el receptor (41).
[Característica (2) de la realización]
La unidad (10) de fuente de calor de la presente realización tiene el circuito (11) de fuente de calor que incluye el paso (P1) de gas que permite que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41), y la válvula (V1) de apertura-cierre provista en el paso (P1) de gas. El controlador (14) de fuente de calor abre la válvula (V1) de apertura-cierre en la primera operación.
En la presente realización, la válvula (V1) de apertura-cierre provista en el paso (P1) de gas se abre en la primera operación, permitiendo así que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41). Esto puede impulsar el elemento (20) de compresión para dejar que el refrigerante en el receptor (41) se mueva al elemento (20) de compresión, reduciendo así la presión (RP) en el receptor (41). Por lo tanto, se puede evitar que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
[Característica (3) de la realización]
En la unidad (10) de fuente de calor de la presente realización, el refrigerante que se ha descargado del elemento (20) de compresión en la primera operación se suministra al intercambiador (40) de calor de fuente de calor.
En la presente realización, el refrigerante que se ha descargado del elemento (20) de compresión se suministra al intercambiador (40) de calor de fuente de calor en la primera operación. Esto permite que el refrigerante descargado del receptor (41) se mueva al elemento (20) de compresión y al intercambiador (40) de calor de fuente de calor. Por lo tanto, la cantidad de refrigerante descargado del receptor (41) puede aumentarse, en comparación con un caso en el que el refrigerante descargado del receptor (41) se mueve solo al elemento (20) de compresión. Esto puede reducir aún más la presión (RP) en el receptor (41), evitando además que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
[Característica (4) de la realización]
La unidad (10) de fuente de calor de la presente realización tiene el circuito (11) de fuente de calor que incluye el paso (P2) de conexión que permite que el intercambiador (40) de calor de fuente de calor se comunique con el receptor (41).
En la presente realización, la provisión del paso (P2) de conexión permite que el refrigerante que se ha descargado del receptor (41) se mueva al elemento (20) de compresión, al intercambiador (40) de calor de fuente de calor y al paso (P2) de conexión en la primera operación. Por lo tanto, la cantidad de refrigerante descargado del receptor (41) puede aumentarse, en comparación con un caso en el cual el refrigerante descargado del receptor (41) se mueve solo al elemento (20) de compresión y al intercambiador (40) de calor de fuente de calor. Esto puede reducir aún más la presión (RP) en el receptor (41), evitando además que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
[Característica (5) de la realización]
La unidad (10) de fuente de calor de la presente realización tiene el circuito (11) de fuente de calor que incluye la válvula (44) de expansión de fuente de calor provista en el paso (P2) de conexión. El controlador (14) de fuente de calor controla la válvula (44) de expansión de fuente de calor en la primera operación de modo que el refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor se descomprime por la válvula (44) de expansión de fuente de calor y se suministra al receptor (41).
En la presente realización, el refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor es descomprimido por la válvula (44) de expansión de fuente de calor, y luego suministrado al receptor (41). Esto puede devolver el refrigerante descargado del receptor (41) y descomprimirse al receptor (41). Por tanto, la presión (RP) en el receptor (41) puede ser menor, en comparación con un caso en el cual el refrigerante descargado del receptor (41) se devuelve al receptor (41) sin descompresión. Por lo tanto, se puede evitar que la presión en el receptor (41) se vuelva anormal.
[Característica (6) de la realización]
La unidad (10) de fuente de calor de la presente realización tiene el circuito (11) de fuente de calor que incluye la válvula (44) de expansión de fuente de calor provista en el paso (P2) de conexión. El controlador (14) de fuente de calor cierra completamente la válvula (44) de expansión de fuente de calor después de que finalice la primera operación.
En la presente realización, la válvula (44) de expansión de fuente de calor provista en el paso (P2) de conexión que permite que el intercambiador (40) de calor de fuente de calor se comunique con el receptor (41) está completamente cerrada después de que finaliza la primera operación. Esto puede bloquear que el refrigerante fluya entre el receptor (41) y el intercambiador (40) de calor de fuente de calor. Esto puede bloquear que el refrigerante a alta presión en el intercambiador (40) de calor de fuente de calor fluya al receptor (41) a través del paso (P2) de conexión. Esto también puede bloquear que el refrigerante en el receptor (41) fluya al intercambiador (40) de calor de fuente de calor a través del paso (P2) de conexión.
[Característica (7) de la realización]
En la unidad (10) de fuente de calor de la presente realización, el controlador (14) de fuente de calor finaliza la primera operación cuando la presión (RP) en el receptor (41) cae por debajo de la segunda presión (Pth2) que es menor que la primera presión (Pth1).
En la presente realización, la primera operación finaliza cuando la presión (RP) en el receptor (41) cae por debajo de la segunda presión (Pth2). Por lo tanto, la primera operación puede finalizarse cuando la presión (RP) en el receptor (41) se reduce suficientemente. Esto puede reducir la aparición de un fenómeno (denominado caza) en el cual el inicio y el final de la primera operación se repiten con frecuencia.
[Característica (8) de la realización]
En la unidad (10) de fuente de calor de la presente realización, el circuito (11) de fuente de calor tiene la válvula (RV) de liberación de presión configurada para funcionar cuando la presión (RP) en el receptor (41) supera una presión operativa predeterminada. La primera presión (Pth1) es menor que la presión operativa.
En la presente realización, la primera presión (Pth1), que es un criterio para determinar si es necesario llevar a cabo la primera operación, se establece más baja que la presión operativa de la válvula (RV) de liberación de presión. Por lo tanto, la primera operación puede iniciarse antes de que la presión (RP) en el receptor (41) exceda la presión operativa de la válvula (RV) de liberación de presión y se accione la válvula (RV) de liberación de presión. Esto puede reducir la presión (RP) en el receptor (41) antes de que se accione la válvula (RV) de liberación de presión.
[Característica (9) de la realización]
En la unidad (10) de fuente de calor de la presente realización, el circuito (11) de fuente de calor está conectado al circuito (16) de utilización que hace que el intercambiador (70) de calor de utilización forme el circuito (100) de refrigerante que lleva a cabo un ciclo de refrigeración. El controlador (14) de fuente de calor controla el circuito (100) de refrigerante de modo que el refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización se recupere al circuito (11) de fuente de calor antes de que se detenga el elemento (20) de compresión.
En la presente realización, el refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización se recupera al circuito (11) de fuente de calor antes de que se detenga el elemento (20) de compresión. Esto permite que el refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización se recoja en el componente (p. ej., el receptor (41)) del circuito (11) de fuente de calor.
[Característica (10) de la realización]
En la unidad (10) de fuente de calor de la presente realización, el elemento (20) de compresión incluye múltiples compresores (21,22, 23). El controlador (14) de fuente de calor acciona cualquiera de los múltiples compresores (21, 22, 23) en la primera operación.
En la presente realización, cualquiera de los compresores (21,22, 23) incluidos en el elemento (20) de compresión se acciona en la primera operación. Esto puede hacer que el consumo de energía requerido para accionar el elemento (20) de compresión sea menor que el requerido para accionar dos o más de los compresores (21,22, 23).
[Característica (11) de la realización]
En la unidad (10) de fuente de calor de la presente realización, el refrigerante que fluye a través del circuito (100) de refrigerante (el circuito (11) de fuente de calor) es dióxido de carbono.
En la presente realización, el uso de dióxido de carbono como refrigerante permite que el aparato (1) de refrigeración que incluye la unidad (10) de fuente de calor lleve a cabo un ciclo de refrigeración en el cual la presión del refrigerante es igual a o mayor que la presión crítica.
[Característica (12) de la realización]
El aparato (1) de refrigeración de la presente realización incluye la unidad (10) de fuente de calor descrita más arriba y la unidad (15) de utilización provista del circuito (16) de utilización que tiene el intercambiador (70) de calor de utilización.
En la presente realización, se puede evitar que la presión en el receptor (41) de la unidad (10) de fuente de calor se vuelva anormal.
(Otras realizaciones)
Se ha descrito más arriba que el circuito (11) de fuente de calor está configurado para permitir que el puerto de succión del tercer compresor (23) se comunique con la salida de líquido del receptor (41) en la primera operación. Sin embargo, el circuito (11) de fuente de calor no se limita a tener tal configuración. Por ejemplo, cuando el tercer compresor (23) tiene un puerto de succión, un puerto intermedio y un puerto de descarga, el circuito (11) de fuente de calor puede configurarse para permitir que el puerto intermedio del tercer compresor (23) se comunique con la salida de líquido del receptor (41) en la primera operación. El puerto de succión se comunica con una cámara de compresión (es decir, una cámara de compresión de baja presión) del tercer compresor (23) durante una fase de succión del tercer compresor (23). El puerto intermedio se comunica con la cámara de compresión (es decir, una cámara de compresión de presión intermedia) del tercer compresor (23) durante una fase de compresión del tercer compresor (23). El puerto de descarga se comunica con la cámara de compresión (es decir, una cámara de compresión de alta presión) del tercer compresor (23) durante una fase de descarga del tercer compresor (23). Alternativamente, el circuito (11) de fuente de calor puede configurarse de manera que el puerto de succión del primer compresor (21) y/o el puerto de succión del segundo compresor (22) se comuniquen con la salida de líquido del receptor (41) en la primera operación. En este ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor puede accionar el primer compresor (21), el segundo compresor (22) y el tercer compresor (23) en la primera operación. Cuando el primer compresor (21) y/o el segundo compresor (22) tienen el puerto de succión, el puerto intermedio y el puerto de descarga, el circuito (11) de fuente de calor puede configurarse para permitir que el puerto intermedio del primer compresor (21) y/o el puerto intermedio del segundo compresor (22) se comuniquen con la salida de líquido del receptor (41) en la primera operación.
Se ha descrito más arriba que el tercer compresor (23) es accionado y el primer compresor (21) y el segundo compresor (22) se detienen en la primera operación. Sin embargo, los compresores no se limitan a dicho estado. Por ejemplo, el controlador (14) de fuente de calor puede accionar el primer compresor (21) (o el segundo compresor (22)) solo, entre el primer, segundo y tercer compresores (21,22, 23), en la primera operación. En este caso, el circuito (11) de fuente de calor puede configurarse de manera que el puerto de succión del primer compresor (21) o del segundo compresor (22)) se comunique con la salida de gas del receptor (41) a través del paso (P1) de gas, y el puerto de descarga del primer compresor (21) (o del segundo compresor (22)) se comunique con el extremo de gas del intercambiador (40) de calor de fuente de calor en la primera operación.
El elemento (20) de compresión descrito más arriba puede tener dos o menos compresores, o cuatro o más compresores. El elemento (20) de compresión puede incluir múltiples compresores, o puede estar configurado como un mecanismo de compresión de múltiples etapas provisto en una única carcasa.
Se ha descrito que el aparato (1) de refrigeración incluye la unidad (15) de utilización que constituye la unidad (15a) interior y la unidad (15) de utilización que constituye la unidad (15b) de almacenamiento en frío. Sin embargo, el aparato (1) de refrigeración no se limita a incluir estas unidades de utilización. Por ejemplo, el aparato (1) de refrigeración puede incluir una unidad (15) de utilización que constituye una unidad de calentamiento para calentar el interior de un almacenamiento caliente.
Se ha descrito más arriba que el refrigerante que llena el circuito (100) de refrigerante es dióxido de carbono. Sin embargo, el refrigerante no se limita a este ejemplo. El refrigerante que llena el circuito (100) de refrigerante puede ser un refrigerante distinto del dióxido de carbono.
APLICABILIDAD INDUSTRIAL
Como puede verse en lo anterior, la presente descripción es útil para una unidad de fuente de calor y un aparato de refrigeración.
DESCRIPCIÓN DE LOS CARACTERES DE REFERENCIA
I aparato de refrigeración
10 unidad de fuente de calor
I I circuito de fuente de calor
12 ventilador de fuente de calor
13 ventilador de enfriamiento
14 controlador de fuente de calor
15 unidad de utilización
16 circuito de utilización
17 ventilador de utilización
18 controlador de utilización
20 elemento de compresión
30 unidad de conmutación
40 intercambiador de calor de fuente de calor
41 receptor
42 intercambiador de calor de enfriamiento
43 interenfriador
44 válvula de expansión de fuente de calor
45 válvula de expansión de enfriamiento
46 válvula de ventilación
70 intercambiador de calor de utilización
71 válvula de expansión de utilización
100 circuito de refrigerante
200 controlador
RV válvula de liberación de presión
P1 paso de gas
P2 paso de conexión
V1 válvula de apertura-cierre

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Una unidad de fuente de calor de un aparato (1) de refrigeración, comprendiendo la unidad de fuente de calor:
un circuito (11) de fuente de calor que tiene un elemento (20) de compresión, un intercambiador (40) de calor de fuente de calor y un receptor (41), en donde el circuito (11) de fuente de calor incluye un paso (P1) de gas que permite que la entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41), y una válvula (V1) de apertura-cierre provista en el paso (P1) de gas; y
un controlador (14) de fuente de calor, caracterizado por que el controlador (14) de fuente de calor está configurado para determinar, cuando el elemento (20) de compresión está en un estado detenido, si una presión (RP) en el receptor (41) supera una primera presión (Pth1) predeterminada, y para llevar a cabo una primera operación cuando la presión (RP) en el receptor (41) supera la primera presión (Pth1) predeterminada, en donde
el controlador (14) de fuente de calor está configurado para permitir que una entrada del elemento (20) de compresión se comunique con el receptor (41), para abrir la válvula (V1) de apertura-cierre y para accionar el elemento (20) de compresión en la primera operación.
2. La unidad de fuente de calor de la reivindicación 1, en donde
un refrigerante que se ha descargado del elemento (20) de compresión se suministra al intercambiador (40) de calor de fuente de calor en la primera operación.
3. La unidad de fuente de calor de la reivindicación 2, en donde
el circuito (11) de fuente de calor incluye un paso (P2) de conexión que permite que el intercambiador (40) de calor de fuente de calor se comunique con el receptor (41).
4. La unidad de fuente de calor de la reivindicación 3, en donde
el circuito (11) de fuente de calor incluye una válvula (44) de expansión de fuente de calor provista en el paso (P2) de conexión, y
el controlador (14) de fuente de calor está configurado para controlar la válvula (44) de expansión de fuente de calor en la primera operación de modo que el refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador (40) de calor de fuente de calor se descomprime por la válvula (44) de expansión de fuente de calor y se suministra al receptor (41).
5. La unidad de fuente de calor de la reivindicación 3, en donde
el circuito (11) de fuente de calor incluye una válvula (44) de expansión de fuente de calor provista en el paso (P2) de conexión, y
el controlador (14) de fuente de calor está configurado para cerrar completamente la válvula (44) de expansión de fuente de calor después de que finalice la primera operación.
6. La unidad de fuente de calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde
el controlador (14) de fuente de calor está configurado para finalizar la primera operación cuando la presión (RP) en el receptor (41) cae por debajo de una segunda presión (Pth2) que es menor que la primera presión (Pth1).
7. La unidad de fuente de calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde
el circuito (11) de fuente de calor incluye una válvula (RV) de liberación de presión configurada para funcionar cuando la presión (RP) en el receptor (41) supera una presión operativa predeterminada, y
la primera presión (Pth1) es inferior a la presión operativa.
8. La unidad de fuente de calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde
el circuito (11) de fuente de calor está conectado a un circuito (16) de utilización que tiene un intercambiador (70) de calor de utilización para formar un circuito (100) de refrigerante que lleva a cabo un ciclo de refrigeración, y el controlador (14) de fuente de calor está configurado para controlar el circuito (100) de refrigerante de modo que un refrigerante en el intercambiador (70) de calor de utilización se recupere al circuito (11) de fuente de calor antes de que se detenga el elemento (20) de compresión.
9. La unidad de fuente de calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde
el elemento (20) de compresión incluye múltiples compresores (21,22, 23), y
el controlador (14) de fuente de calor está configurado para accionar cualquiera de los múltiples compresores (21,22, 23) en la primera operación.
10. La unidad de fuente de calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde
un refrigerante que fluye a través del circuito (11) de fuente de calor es dióxido de carbono.
11. Un aparato de refrigeración, que comprende:
la unidad de fuente e calor de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10; y
una unidad (15) de utilización provista de un circuito (16) de utilización que tiene un intercambiador (70) de calor de utilización.
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