ES2261323T3 - Sistema de ciclo de refrigeracion y metodo para su accionamiento. - Google Patents

Sistema de ciclo de refrigeracion y metodo para su accionamiento.

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ES2261323T3 ES01128625T ES01128625T ES2261323T3 ES 2261323 T3 ES2261323 T3 ES 2261323T3 ES 01128625 T ES01128625 T ES 01128625T ES 01128625 T ES01128625 T ES 01128625T ES 2261323 T3 ES2261323 T3 ES 2261323T3
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Shiro Takatani
Osamu Morimoto
Tomohiko Kasai
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Abstract

Sistema de ciclo de refrigeración, que utiliza un segundo refrigerante y un segundo aceite lubricante en vez de un primer refrigerante y un primer aceite lubricante usado previamente en el sistema de ciclo de refrigeración en el que una unidad externa (11) ha sustituido la unidad externa comprendiendo componentes empleados de nuevo los cuales utilizan el segundo refrigerante, dicho sistema comprendiendo: la unidad externa (11) sustituida que incluye un compresor (1), y un intercambiador térmico del lado fuente de calor (3); una unidad interna (14) que incluye un intercambiador térmico del lado usuario (12); un primer tubo (15) que interconecta un extremo de la unidad externa (11) a un extremo de la unidad interna (14); un segundo tubo (16) que interconecta el otro extremo de la unidad interna (14) al otro extremo de la unidad externa (11); donde el sistema de ciclo de refrigeración también incluye un aparato de almacenamiento (5B) situado dentro del paso del refrigerante para almacenar consecutivamente el primer aceite lubricante que queda en dicho primer (15) y segundo tubo (16) y/o dicha unidad interna (14) mientras que se realiza una operación común de acondicionamiento/enfriamiento del aire, caracterizado por el hecho de que el aparato de almacenamiento (5B) contiene un depósito de carbón activado sujetado por dos filtros, dicho depósito de carbón activado estando dispuesto en el paso del ciclo del aceite lubricante y la mezcla refrigerante, de manera que el aceite lubricante y la mezcla refrigerante pasan por el depósito de carbón activado mientras que se realiza una operación de acondicionamiento/enfriamiento del aire común, y donde el primer aceite lubricante es absorbido selectivamente por el carbón activado mientras que el aceite lubricante y la mezcla refrigerante pasan por el aparato de almacenamiento (5B), mientras que se realiza una operación común de acondicionamiento/enfriamiento del aire.

Description

Sistema de ciclo de refrigeración y método para su accionamiento.
La presente invención se refiere a un sistema de ciclo de refrigeración que en general emplea un refrigerante sustituido con un nuevo refrigerante, y al uso del sistema de ciclo de refrigerante. El documento EP-A-1 054 221 expone un sistema de este tipo según el preámbulo de la reivindicación 1.
La presente invención se refiere, por ejemplo, a un sistema de ciclo de refrigeración el cual originalmente utiliza un refrigerante basado en clorofluorocarbono (CFC) o un refrigerante basado en hidroclorofluorocarbono (HCFC) y es sustituido de nuevo por un refrigerante basado en hidrofluorocarbono (HFC). De forma más particular, la presente invención se refiere a un sistema de ciclo de refrigeración que reemplaza una unidad de fuente de calor con una que emplea un nuevo refrigerante basado en HFC y que permite el uso de un tubo de extensión y/o una unidad interna existente, almacenando en una parte de un circuito refrigerante un aceite lubricante que queda en el tubo existente y/o en la unidad interna, mientras que se realiza una operación normal de congelación/aire acondicionado y sin emplear una limpieza especial del tubo de extensión y/o unidad interna existente donde se ha empleado el refrigerante basado en CFC o el refrigerante basado en HCFC.
Estado de la técnica
La fig. 5 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de ciclo de refrigeración que hasta ahora se ha utilizado de forma común. Como se muestra en la fig. 5, el símbolo de referencia AA denota una unidad de fuente de calor. La unidad de fuente de calor AA contiene en su interior un compresor 33, una válvula de cuatro vías 34, un intercambiador térmico del lado fuente de calor 35, una primera válvula de control 36, una segunda válvula de control 37, y un acumulador 38. Además, el símbolo de referencia BB denota una unidad interna o una máquina de usuario, y la unidad interna BH tiene un controlador de flujo 39 y un intercambiador térmico del lado usuario 40. La unidad de fuente de calor AA y la unidad interna BB están interconectadas por un primer tubo de conexión o un primer tubo de extensión CC y un segundo tubo de conexión o segundo tubo de extensión DD, constituyendo así un ciclo de refrigeración. En el caso de un acondicionador de aire, también se puede hacer referencia a la unidad interna BB como unidad interna.
Un extremo del primer tubo de conexión CC está conectado al intercambiador térmico del lado fuente de calor 35 por medio de la primera válvula de control 36, y el otro extremo del mismo está conectado al controlador de flujo 39. Un extremo del segundo tubo de conexión DD está conectado a la válvula de cuatro vías 34 por medio de la segunda válvula de control 37, y el otro extremo del mismo está conectado al intercambiador térmico del lado usuario 40. Se forma un agujero de retorno del aceite 38a en una parte inferior de un tubo de salida en forma de U del acu-
mulador 38.
Se describe el flujo de un refrigerante dentro del sistema de ciclo de refrigeración por referencia a la fig. 5. En la fig. 5, una flecha sólida denota un flujo de un refrigerante durante la operación de enfriamiento, y una flecha rota denota un flujo de un refrigerante durante la operación de calentamiento.
En primer lugar, se describe un flujo o un refrigerante durante la operación de enfriamiento. Un refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión comprimido por el compresor 33 fluye, por medio de la válvula de cuatro vías 34, en el intercambiador térmico del lado fuente de calor 35, donde el refrigerante intercambia calor con un medio, para volverse así condensado y licuado. El refrigerante condensado y licuado de esta manera fluye en el controlador de flujo 39 por medio de la primera válvula de control 36 y el primer tubo de conexión CC. Se somete el refrigerante a descompresión y a continuación adquiere un estado bifásico de baja presión. El refrigerante intercambia calor con un medio de usuario en el intercambiador térmico del lado usuario 40 para ser evaporado y gasificado. El refrigerante gasificado y evaporado vuelve al compresor 33 por medio del segundo tubo de conexión DD, la segunda válvula de control 37, la válvula de cuatro vías 34, y el acumulador 38.
A continuación, se describe el flujo de un refrigerante durante la operación de calentamiento. El refrigerante de gas de alta temperatura y de alta presión comprimido por el compresor 33 fluye en el intercambiador térmico del lado usuario 40 por medio de la válvula de cuatro vías 34, la segunda válvula de control 37, y el segundo tubo de conexión DD. En el intercambiador térmico 40, el gas refrigerante intercambia calor con un medio de usuario, para volverse así condensado y licuado. El refrigerante licuado y condensado de esta manera fluye en el controlador de flujo 39, donde el refrigerante es sometido a la descompresión y entonces adquiere un estado bifásico de baja presión. El refrigerante fluye en el intercambiador térmico del lado fuente de calor 35 por medio del primer tubo de conexión CC y la primera válvula de control 36, e intercambia calor con un medio en el intercambiador térmico del lado fuente de calor 35, para volverse así evaporado y gasificado. El refrigerante gasificado y evaporado de esta manera vuelve al compresor 33 por medio de la válvula de cuatro vías 34 y el acumulador 30.
Este tipo de sistema de ciclo de refrigeración hasta ahora ha empleado un refrigerante basado en CFC o un refrigerante basado en HCFC. En vista de que estos refrigerantes destruyen la capa de ozono, los refrigerantes se han vuelto objetos de control de su producción o eliminación. Un sistema de ciclo de refrigeración que utiliza un refrigerante basado en HFC como sustituto para estos refrigerantes ya ha sido realizado.
Cuando un sistema de ciclo de refrigeración que utiliza un refrigerante basado en CFC o un refrigerante basado en HCFC se deteriora, es necesario sustituir el sistema antiguo por un nuevo sistema de ciclo de refrigeración. En este caso, dado que el refrigerante basado en CFC o el refrigerante basado en HCFC se ha convertido en objeto de eliminación o control de producción, es necesario sustituir el sistema antiguo por un sistema de ciclo de refrigeración que emplee un refrigerante diferente, tal como un refrigerante basado en HFC.
El primer tubo de conexión CC y el segundo tubo de conexión DD, los cuales conectan la unidad de fuente de calor AA a la unidad interna BB, y la unidad interna BB tienen una vida útil más larga que la de la unidad de la fuente de calor AA y no se deterioran. Por lo tanto, si se puede utilizar el primer tubo de conexión CC, el segundo tubo de conexión DD, y la unidad interna DB en su forma actual, se puede sustituir el sistema de ciclo de refrigeración fácilmente y a bajo coste.
La vaselina o aceite de alquilbenceno, que se ha empleado como aceite lubricante, permanece en el primer y segundo tubos de conexión CC y DD empleados en el sistema de ciclo de refrigeración usando el refrigerante basado en CFC o refrigerante basado en HCFC.
Si se utilizan los tubos de conexión CC y DD con un sistema de ciclo de refrigeración que utiliza, p. ej., un refrigerante basado en HFC, mientras que los residuos descritos anteriormente permanecen en los tubos de conexión CC y DD, el aceite mineral residual o aceite de alquilbenceno se mezclará con el aceite lubricante usado para el refrigerante basado en HFC. Como resultado, se acelera el deterioro del aceite lubricante para el sistema de ciclo de refrigeración que utiliza el refrigerante basado en HFC, de ese modo perjudicando la fiabilidad del sistema de ciclo de refrigeración que usa el refrigerante basado en HFC.
Por estos motivos, con el fin de constituir un sistema de ciclo de refrigeración que emplea un refrigerante basado en HFC con el uso del primer y segundo tubos de conexión CC y DD y la unidad interna BB, que se han empleado en el sistema de ciclo de refrigeración que usa un refrigerante basado en CFC o un refrigerante basado en HCFC, los tubos de conexión CC y DD y la unidad interna BB deben ser limpiados con un detergente hecho a medida.
La fig. 6 muestra un ejemplo relacionado con el estado de la técnica de un método que utiliza los tubos existentes descritos en la solicitud de patente japonesa accesible al público Nº. 249551 /1994, en la que se recupera el aceite mineral restante en un tubo existente, de ese modo haciendo el tubo existente disponible mediante la readaptación. El objeto primordial de esta técnica es un acondicionador de aire para automóvil. En el ejemplo relacionado al estado de la técnica, se recuperan primero un refrigerante basado en CFC y/o un refrigerante basado en HCFC. A continuación, se llena un tubo existente con un refrigerante basado en HFC, y un sistema de separación 60 designado por una línea rota está fijado a un orificio de salida de alta presión y un orificio de salida de baja presión. Aquí, el sistema de separación 60 está constituido de válvulas 61, 62, y 63; un separador 64; un canal de drenaje 65; y un evaporador 66. Una máquina refrigeradora es accionada mientras que el sistema de separación 60 permanece aislado mediante el cierre de las válvulas 61 y 63. Un refrigerante basado en HFC y aceite lubricante para refrigerante basado en HFC disueltos en el refrigerante basado en HFC circulan mientras capturan el aceite mineral restante en el tubo existente. Después de que la máquina refrigeradora haya sido accionada durante un cierto periodo de tiempo, se abre la válvula 61 conectada al separador 64, de ese modo transportando, al separador 64, el refrigerante basado en HFC, el aceite lubricante para el uso con éste, y el aceite mineral, los cuales están en un estado blanquecino disuelto. A continuación, se cierra la válvula 61, de ese modo causando la acumulación del refrigerante basado en HFC y el aceite lubricante disuelto para el uso con éste en la parte inferior del separador 64 y de ese modo causando la acumulación del aceite mineral en la parte superior del mismo. Abriendo la válvula 63 conectada al evaporador 66 del sistema de separación 60 mientras que un operador observa visualmente el separador 64, el refrigerante basado en HFC y el aceite lubricante para el uso con éste disuelto en el refrigerante basado en HFC son realimentados en el sistema de máquina refrigeradora por medio del orificio de salida de baja presión permaneciendo mientras en un estado mezclado de gas-líquido. A continuación, se cierra la válvula 63, y se abre la válvula 62 conectada al canal de drenaje, recuperando así el aceite mineral. Se repiten estas operaciones varias veces, permitiendo así la recuperación del aceite mineral al exterior del ciclo de refrigeración y haciendo que el tubo existente se vuelva disponible.
No obstante, el método para limpiar los tubos de conexión CC y DD con el uso de un detergente hecho a medida mostrado en la fig. 5 es muy complejo y conlleva el problema de consumo de mucho tiempo y el problema de una operación de limpieza que implica unos costes muy elevados. Cuando un detergente permanece en un tubo, también surge el problema de la fiabilidad deteriorada del sistema de ciclo de refrigeración.
Según el método de readaptación mostrado en la fig. 6, en el caso de un tubo corto existente tal como se emplea en un acondicionador de aire de automóvil, el refrigerante basado en HFC, el aceite lubricante para el uso con éste, y el aceite lubricante para el uso con un refrigerante basado en CFC o basado en HCFC se mezclan entre sí como resultado la corta operación del sistema de refrigeración. Además, se puede disminuir la concentración de aceite lubricante para el refrigerante basado en CFC o basado en HCFC repitiendo la operación de limpieza varias veces. En el caso de un acondicionador de aire con múltiples unidades que emplea tubos de extensión largos o una máquina refrigeradora que impone cargas a un usuario, tales como el uso de expositores, y constituye un circuito refrigerante complicado, el refrigerante basado en HFC, el aceite lubricante para el uso con éste, y el aceite lubricante para el refrigerante basado en CFC o basado en HCFC no son mezclados entre sí. Por lo tanto, no resulta fácil disminuir la concentración de aceite lubricante para el uso con el refrigerante basado en CFC o basado en HCFC. Aunque se mezclen entre sí completamente el refrigerante basado en HFC, el aceite lubricante para el uso con éste, y el aceite lubricante para el refrigerante basado en CFC o en HCFC mediante una operación de una hora, se realiza una operación de enfriamiento de aire mientras que se mezcla parcialmente el aceite lubricante para el refrigerante basado en CFC o basado en HCFC en el refrigerante basado en HFC y el aceite lubricante para el uso con éste hasta que se mezclen completamente, de ese modo planteando la posibilidad de perjudicar la fiabilidad de la máquina refrigeradora.
Además, se observan visualmente el nivel de líquido superior y el nivel de líquido inferior en el separador, y se descarga el aceite lubricante para el refrigerante basado en CFC o basado en HCFC al exterior del sistema de ciclo de refrigeración y se recupera. Existe la posibilidad de que un operador pueda realimentar erróneamente el aceite lubricante superior para el refrigerante basado en CFC o basado en HCFC al interior del circuito refrigerante. Por lo tanto, estas operaciones requieren experiencia.
Resumen de la invención
La presente invención ha sido concebida con el fin de resolver la situación mencionada arriba.
Según un aspecto de la presente invención, un nuevo sistema de ciclo de refrigeración, que emplea un segundo refrigerante y un segundo aceite lubricante, adopta tubos de extensión y/o una unidad interna empleados en un sistema de ciclo de refrigeración anterior usando un primer refrigerante y un primer aceite lubricante. El nuevo sistema de ciclo de refrigeración también comprende un aparato de almacenamiento para almacenar consecutivamente en una parte del circuito refrigerante el primer aceite lubricante que queda en los tubos de extensión y/o la unidad interna, mientras que se realiza la operación del ciclo de refrigeración.
En otro aspecto, el primer refrigerante puede ser un refrigerante basado en clorofluorocarbono o basado en hidroclorofluorocarbono, y el primer aceite lubricante puede ser aceite mineral o aceite de alquilbenceno. El segundo refrigerante es preferiblemente un refrigerante basado en hidrofluorocarbono, y preferiblemente el segundo aceite lubricante es aceite de éster o de éter.
Según otro aspecto de la presente invención, un nuevo sistema de ciclo de refrigeración, que utiliza un segundo refrigerante y un segundo aceite lubricante, es formado adoptando tubos de extensión y/o una unidad interna empleados en un sistema de ciclo de refrigeración anterior que utiliza un primer refrigerante y un primer aceite lubricante. En un método para accionar el sistema de ciclo de refrigeración, mientras que se realiza la operación del ciclo de refrigeración, el primer aceite lubricante que queda en los tubos de extensión y/o la unidad interna está almacenada consecutivamente en una parte del circuito refrigerante.
Aparecerán de forma más detallada otros y más objetos, características y ventajas de la invención a partir de la siguiente descripción.
Breve descripción de tos dibujos
La fig. 1 muestra un circuito refrigerante de un sistema de ciclo de refrigeración equipado con un mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante según la presente invención.
La fig. 2 es un diagrama esquemático que muestra la configuración del aparato de almacenamiento de aceite lubricante según la presente invención.
La fig. 3 es un diagrama esquemático que muestra la configuración del aparato de almacenamiento de aceite lubricante según la presente invención.
La fig. 4 es una representación esquemática que muestra la configuración del aparato de almacenamiento de aceite lubricante.
La fig. 5 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de ciclo de refrigeración que hasta ahora ha sido de uso común.
La fig. 6 muestra un ejemplo relacionado con el estado de la técnica de un método para utilizar los tubos existentes en un sistema de ciclo de refrigeración sustituido.
Descripción detallada
La fig. 1 muestra un circuito refrigerante de un sistema de ciclo de refrigeración equipado con un mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante según una primera forma de realización de la presente invención. Como se muestra en la fig. 1, el número de referencia 1 designa un compresor; 2 designa una válvula de cuatro vías; 3 designa un intercambiador térmico del lado fuente de calor; 4 designa un acumulador; y 5A designa un aparato de almacenamiento de aceite lubricante. La parte inferior del acumulador 4 y el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A están conectados por medio de un tubo de conexión 6. El tubo de conexión 6 descarga el aceite lubricante separado por el acumulador 4 y hace que el aceite lubricante fluya en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A. El aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A está conectado a un tubo de líquido 7 por medio de un tubo de conexión 8 y un controlador de flujo 32. El aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A también está conectado a una entrada del compresor 1 por medio de un tubo de salida 9 y una válvula 22b. El número de referencia 10 designa un intercambiador térmico refrigerante, y el intercambiador térmico refrigerante 10 intercambia calor con un refrigerante que circula a través del tubo de salida 9 y con otro refrigerante que circula a través del tubo líquido 7. Un mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante está constituido principalmente por el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A mostrado, incluyendo los tubos de conexión 6 y 8, el tubo de salida 9, la válvula 22b, y el controlador de flujo 32, que están conectados al aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A. Además, una unidad externa 11 está constituida de forma que incluye el compresor 1, la válvula de cuatro vías 2, el intercambiador térmico del lado fuente de calor 3, el acumulador 4, y el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A.
El número de referencia 12 designa un intercambiador térmico del lado usuario; y 13 designa un controlador de flujo. Una unidad internal4 está constituida incluyendo el intercambiador térmico del lado usuario 12 y el controlador de flujo 13. Además, el número de referencia 5 designa un tubo de líquido de extensión; y 16 designa un tubo de gas de extensión.
A continuación se describe una operación de enfriamiento de un sistema de ciclo de refrigeración, donde el sistema de ciclo está constituido por el uso del tubo de líquido de extensión 15, el tubo de gas de extensión 16, y la unidad interna 14, los cuales han sido empleados en un sistema de ciclo de refrigeración que utiliza un primer refrigerante, tal como un refrigerante basado en HCFC o un refrigerante basado en CFC y utilizando de nuevo la unidad externa 11, la cual utiliza un segundo refrigerante, tal como un refrigerante basado en HFC.
Una salida de gas refrigerante de alta temperatura y alta presión del compresor 1 fluye en el intercambiador térmico del lado fuente de calor 3 por medio de la válvula de cuatro vías 2 y disipa el calor en el intercambiador térmico del lado fuente de calor. Entonces se condensa y se licua el refrigerante y fluye en el tubo de líquido de extensión 15 por medio del tubo de líquido 7. El primer aceite lubricante empleado en el sistema de ciclo de refrigeración que usa un refrigerante basado en HCFC o basado en CFC; por ejemplo, el aceite mineral, aún permanece en el tubo de líquido de extensiónl5, el tubo de gas de extensión 16, y la unidad interna 14. Un líquido refrigerante que fluye a través del tubo de líquido de extensión 15 fluye mientras que se retira el aceite mineral residual mediante el esfuerzo cortante que se desarrolla entre el líquido refrigerante y el aceite mineral. El líquido refrigerante que fluye a través del tubo de líquido de extensión 15 entra en la unidad interna 14, donde se evapora el refrigerante. El refrigerante también fluye en el tubo de gas de extensión 16 mientras que se retira el aceite mineral que queda en la unidad interna 14. Luego el refrigerante fluye en el acumulador 4 por medio de la válvula de cuatro vías 2 mientras que se retira el aceite mineral que queda en el tubo de gas de extensión 16, y vuelve al compresor 1.
Durante el transcurso de la operación mencionada arriba, el segundo aceite lubricante usado junto con el refrigerante basado en HFC; más específicamente, el aceite lubricante tal como el aceite de éster, es descargado del compresor 1. El aceite lubricante circula a través de un tubo refrigerante junto con el refrigerante basado en HFC, se mezcla con el aceite mineral que queda en el tubo existente, y fluye en el acumulador 4 junto con un refrigerante.
A continuación se describe la operación del sistema de ciclo de refrigeración durante la operación de calentamiento. El gas refrigerante de alta temperatura y de alta presión descargado del compresor 1 fluye en el tubo de gas de extensión 16 por medio de la válvula de cuatro vías 2. En ese momento, el aceite mineral que queda en el tubo de gas de extensión 16 fluye mientras que es aspirado por el gas refrigerante y entra en el intercambiador térmico del lado usuario 12. Aquí, el refrigerante disipa el calor, para volverse así condensado y licuado. El refrigerante está sujeto a restricciones en el controlador de flujo 13 junto con el aceite mineral que queda en el intercambiador térmico del lado usuario 12, de ese modo entrando en un estado bifásico de baja presión. El refrigerante bifásico de baja presión y el aceite mineral fluyen a través del tubo de líquido de extensión 15 y entran en la unidad externa 11 mientras que se retira el aceite mineral que todavía queda en el tubo de líquido de extensión 15. El refrigerante es evaporado en el intercambiador térmico de la fuente de calor 3, y fluye en el acumulador 4 por medio de la válvula de cuatro vías 2, y luego vuelve al compresor 1.
Durante el transcurso de la operación expuesta, el aceite de éster que ha sido aspirado del compresor 1 junto con el refrigerante circula a través del tubo refrigerante existente, se mezcla con el aceite mineral que queda en el tubo existente, y fluye en el acumulador 4 junto con el refrigerante.
A continuación se describe el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A. Por ejemplo, el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A tiene una estructura tal como se muestra en la fig. 2. Este aparato de almacenamiento no entra dentro del objetivo de las reivindicaciones. El interior de un baño de tratamiento 5 se divide en dos regiones; es decir, una región de aislamiento 18 y una región de almacenamiento 19, mediante una placa de partición 17. La placa de partición 17 se extiende a una altura determinada, y las regiones de la derecha y de la izquierda dentro del baño de tratamiento 5 están interconectadas en una posición sobre la placa de partición 17.
Con el fin de almacenar en el circuito refrigerante el aceite mineral recuperado del tubo existente, el aceite mineral y el aceite de éster, los cuales han fluido en el acumulador 4, son conducidos a la región de aislamiento 18 del aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A por medio del tubo de conexión 6. Además, el líquido refrigerante que ha sido restringido a baja presión mediante el controlador de flujo 32 fluye en la región de aislamiento 18 del tubo de conexión 8. En la región de aislamiento 18, se separan el aceite mineral, el aceite de éster, y el solvente basado en HFC en dos fases, según la solubilidad. Se sitúa una fase de aceite mineral de densidad baja en una fase superior 20, y se sitúa una fase de aceite de éster y refrigerante, ambos de alta densidad, en una fase inferior 21. En este estado, mientras que la válvula 22b permanece cerrada, se suministran el aceite mineral y el aceite de éster desde el tubo de conexión 6 y se suministra el líquido refrigerante desde el tubo de conexión 8. Como resultado, el nivel de líquido de la fase superior 20 y el de la fase inferior 21 aumentan dentro de la región de aislamiento 18. En un momento en el que el nivel de líquido de la fase superior 20 ha superado la placa de partición 17, el aceite mineral de la fase superior 20 fluye en la región de almacenamiento 19.
Cuando se abre la válvula 22b, el aceite de éster y el líquido refrigerante en la fase inferior 21 fluyen fuera del tubo de salida 9, disminuyendo el nivel de líquido de la fase inferior 21. Como resultado, también disminuye el nivel de líquido en la región de aislamiento 18. A partir del aceite de éster y el líquido refrigerante, los cuales han fluido fuera del tubo de salida 9, el líquido refrigerante es evaporado y licuado en el intercambiador térmico refrigerante 10, y el aceite de éster y el gas refrigerante fluyen en un tubo de entrada del compresor 1.
Dependiendo de un estado operativo, un líquido refrigerante puede estar presente en el acumulador 4. En este caso, aunque el líquido refrigerante fluya en la región de aislamiento 18 por medio del tubo de conexión 6, el líquido refrigerante se mezcla con otro líquido refrigerante que fluye en la región de aislamiento 18 por medio del tubo de conexión 8, evitando así cualquier problema.
Cuando se suministra el aceite mineral y el aceite de éster de forma consecutiva a la región de aislamiento 18 por medio del tubo de conexión 8 mientras que la válvula 22b se mantiene cerrada, aumenta el nivel de líquido de la fase superior 20 y el de la fase inferior 21. Como resultado, toda la fase superior 20 se mueve hasta la región de almacenamiento 19, y finalmente la fase inferior 21 también se mueve hasta la región de almacenamiento 19 a condición de que se controle la válvula 22b de tal manera que se abra la válvula antes de que la fase inferior 21 se mueva hasta la región de almacenamiento 19, la fase inferior 21 no se mueve hasta la región de almacenamiento 19, evitando así cualquier problema. Si la válvula 22b permanece abierta, el nivel de líquido de la fase inferior 21 disminuye, y se reduce la cantidad total de la fase inferior 21. En un momento cuando la fase inferior 21 se ha vaciado, la fase superior 20 también fluye fuera del tubo de salida 9. En este caso, a menos que se controle la válvula 22b de manera que la válvula se cierre antes de que la fase superior 20 fluya del tubo de salida 9, no surge ningún problema. Como medida de control, se sitúa un flotador entre la fase superior 20 y la fase inferior 21, de ese modo detectando una superficie limítrofe, y las acciones de abertura y de cierre de la válvula 22b son controladas, de ese modo evitando cualquier problema.
El uso del mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 5A permite el almacenamiento consecutivo de, en una parte del circuito refrigerante, el aceite lubricante para el uso con un ciclo de refrigeración que usa un refrigerante basado en CFC o basado en HCFC, tal como aceite mineral, que queda en los tubos de extensión existentes y una unidad interna mientras que se realiza una operación común de acondicionamiento/enfriamiento del aire.
El aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A puede ser situado en una posición desviada del circuito refrigerante principal que interconecta el compresor 1, la válvula de cuatro vías 2, el intercambiador térmico del lado fuente de calor 3, el controlador del flujo 13, el intercambiador térmico del lado usuario 12, y el acumulador 4. El aceite lubricante para el uso con un ciclo de refrigeración que emplea un refrigerante basado en CFC o basado en HCFC (simplemente llamado "aceite lubricante para CFC o HCFC") puede ser almacenado de forma estable sin ser impedido por una velocidad elevada de flujo en el circuito refrigerante principal.
En el momento en que se ha recuperado suficientemente el aceite lubricante, tal como el aceite mineral, se puede aislar el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 5A cerrando las válvulas 22b, y 32.
Después de haber sido recogido en un recipiente a presión; p. ej., un acumulador, el aceite lubricante para CFC o HCFC fluye en el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 5A, de ese modo permitiendo el control del flujo del aceite lubricante al mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante. Consecuentemente, se puede almacenar el aceite lubricante para CFC o HCFC de forma estable. Además, si el recipiente a presión está dispuesto hacia la parte anterior del tubo de entrada de un compresor, como una posición entre un evaporador y el compresor, el aceite lubricante para el CFC o HCFC que todavía queda en el tubo existente no fluirá en el compresor. Se puede implementar el almacenamiento eficaz del aceite lubricante en el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 5A así como la mejora en la fiabilidad del sistema de ciclo de refrigeración.
En el presente ejemplo, se ha empleado el aceite de éster como el segundo aceite lubricante para el uso con un ciclo de refrigeración que utiliza un refrigerante basado en HFC como un segundo refrigerante. Ni que decir tiene que se produce el mismo efecto en el caso de usar el aceite de éter compatible con el refrigerante basado en HFC. El segundo aceite lubricante no se limita al los aceites de éster y de éter.
Además del refrigerante basado en HFC, también se puede utilizar como segundo refrigerante un refrigerante natural, tal como HC, amonio, o dióxido de carbono.
Además, el primer refrigerante puede ser considerado como un refrigerante que ya haya sido utilizado, y el segundo refrigerante puede ser considerado como un refrigerante alternativo. De forma alternativa, se puede llamar al primer refrigerante el refrigerante antiguo, y al segundo refrigerante el refrigerante nuevo. Como otra alternativa, el primer refrigerante puede ser considerado como un refrigerante que impone una carga pesada en el medio ambiente, y el segundo refrigerante puede ser considerado como un refrigerante que impone menos carga en el medioambiente.
Invención
La fig. 3 es un diagrama esquemático que muestra la configuración de un aparato de almacenamiento de aceite lubricante según la presente invención. En la fig. 3, a los elementos, que son idénticos a los mostrados en las figs. 1 y 2, se les asigna los mismos números de referencia, y se omiten sus explicaciones. Como se muestra en la fig. 3, el número de referencia 23 designa el carbón activado para adsorber selectivamente un aceite lubricante para CFC o HCFC, tal como el aceite mineral; y 24 y 25 designan filtros para prevenir la salida del carbón activado 23, y están compuestos, por ejemplo, por metal sinterizado. El número de referencia 26 designa un espacio superior en el baño de tratamiento 5; y 27 designa un espacio inferior en el baño de tratamiento 5.
Otro aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5B que tiene la construcción precedente está conectado en vez del aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A mostrado en la fig. 1, de ese modo constituyendo el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante y el circuito refrigerante. El aceite mineral y el aceite de éster que han fluido en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5B desde el tubo de conexión 6 y el líquido refrigerante que ha fluido en el mismo tubo de conexión 8 alcanzan el espacio 26 en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5B. El aceite mineral, el aceite de éster y el refrigerante que han fluido en el espacio 26 pasan por el filtro 25 e introducen el carbón activado 23. El carbón activado 23 tiene una polaridad baja y atrae y almacena de forma selectiva el aceite mineral que tiene la polaridad más baja entre el aceite mineral, el aceite de éster y el refrigerante. El aceite de éster, que no es adsorbido por el carbón activado 23, fluye en el espacio 27 por medio del filtro 24 y fluye fuera del tubo de salida 9. Dependiendo del estado operativo, un líquido refrigerante puede estar presente en el acumulador 4. En este caso, incluso cuando el líquido refrigerante ha fluido en el espacio 26 por medio del tubo de conexión 6, se mezcla el refrigerante con otro líquido refrigerante que haya fluido en el espacio 26 por medio del tubo de conexión 8, evitando así cualquier problema.
Como se ha mencionado anteriormente, se puede almacenar el aceite mineral consecutivamente en una parte del circuito refrigerante mientras que se realiza una operación de aire acondicionamiento y de refrigeración, haciendo fluir el aceite mineral, el aceite de éster y el refrigerante en el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 5B.
El carbón activado 23 puede eliminar los compuestos de cloro o los compuestos de azufre, que han sido disueltos en un aceite lubricante y son componentes peligrosos, a través de la adsorción.
El aceite mineral, el aceite de éster y un refrigerante fluyen en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5B según la invención. El aceite mineral puede ser selectivamente adsorbido y almacenado, mediante la acción adsorbente del carbón activado sin implicar la entrada de un refrigerante. No obstante, si un refrigerante fluye en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5B, se puede disminuir la viscosidad de una mezcla consistente en el aceite mineral, el aceite de éster y un refrigerante en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5B, mejorando así la adsorción y la eficacia del almacenamiento.
El aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5B puede ser situado en una posición desviada del circuito refrigerante principal que interconecta el compresor 1, la válvula de cuatro vías 2, el intercambiador térmico del lado fuente de calor 3, el controlador de flujo 13, el intercambiador térmico del lado usuario 12 y el acumulador 4. Se puede almacenar de forma estable el aceite lubricante para CFC o HCFC sin ser impedido por una velocidad de flujo elevada en el circuito refrigerante principal.
Después de haber sido recogido en un recipiente a presión; p. ej., un acumulador, el aceite lubricante para CFC o HCFC es hecho fluir en el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 50, permitiendo así el control de la entrada de aceite lubricante en el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 50. Consecuentemente, se puede almacenar el aceite lubricante para CFC o HCFC de forma estable. Además, si el recipiente a presión está dispuesto hacia la parte anterior del tubo de entrada de un compresor, tal como una posición entre un evaporador y el compresor, el aceite lubricante para el CFC o HCFC que todavía queda en el tubo existente no fluirá dentro el compresor. Se puede implementar el almacenamiento eficaz del aceite lubricante en el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 5A así como la mejora en la fiabilidad del sistema de ciclo de
refrigeración.
En la forma de realización presente, el aceite de éster ha sido empleado como aceite lubricante para el uso con un ciclo de refrigeración que utiliza un refrigerante basado en HFC. Ni que decir tiene que se produce el mismo efecto en el caso de emplear el aceite de éter con una polaridad elevada.
La fig. 4 es una representación esquemática que muestra una configuración de un aparato de almacenamiento de aceite lubricante. Esta configuración no entra dentro del objetivo de las reivindicaciones. En la fig. 4, a estos elementos, que son idénticos a los mostrados en las figs. 1 a 3, se les asigna los mismos números de referencia y se omiten sus explicaciones. En la fig. 4, el número de referencia 28 designa, p. ej., una película de aislamiento que permite el paso de una sustancia de cierto tamaño molecular o inferior, y 31 designa un calefactor dispuesto en el fondo de un mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 5C; 29 designa un espacio situado sobre la película de aislamiento 28 en el baño de tratamiento 5, y 30 designa una región de almacenamiento para el almacenamiento de aceite mineral situado en una posición bajo la película de aislamiento 28 en el baño de
tratamiento 5.
Otro aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5C teniendo la construcción precedente está conectado en vez del aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5A mostrado en la fig. 1, de ese modo constituyendo el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 50 y el circuito refrigerante. El aceite mineral y aceite de éster que han fluido en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5c desde el tubo de conexión 6 y el líquido refrigerante que ha fluido en el mismo 8 alcanzan el espacio 29 dentro del aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5C. El ingrediente principal del aceite mineral tiene un peso molecular de 200 a 600, y el ingrediente principal del aceite de éster típico tiene un peso molecular de aproximadamente 700 a 800. En consecuencia, si la película de aislamiento 28 permite el paso de un ingrediente con un peso molecular de aproximadamente 650 o inferior, sólo el aceite mineral puede pasar por la película de aislamiento 28, alcanzar la región de almacenamiento en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5C, y acumularse en el fondo bajo su propio peso. Aquí, el refrigerante tiene un peso molecular inferior que el del aceite lubricante, y por lo tanto el refrigerante pasa a través de la película de aislamiento 28. No obstante, mediante el calentamiento periódico del calefactor 31, sólo un refrigerante con un punto de ebullición bajo es evaporado para pasar de nuevo a través de la película de aislamiento 28 y alcanzar el espacio 29. El aceite de éster y el refrigerante que todavía quedan en el espacio 29 fluyen fuera del tubo de salida 9. Dependiendo de un estado operativo, un líquido refrigerante puede permanecer en el acumulador 4. En este caso, aunque un líquido refrigerante haya fluido en el espacio 29 por medio del tubo de conexión 6, el refrigerante se mezcla con un líquido refrigerante que ha fluido en el espacio 29 por medio del tubo de conexión 8, de esa manera evitando cualquier problema.
Por lo tanto, se puede almacenar el aceite mineral de forma consecutiva en una parte del circuito refrigerante mientras que se realiza una operación de acondicionamiento del aire y refrigeración común, haciendo que el aceite mineral, el aceite de éster y un refrigerante fluyan dentro del aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5c.
Si un aceite lubricante degradado y los componentes peligrosos de un aceite de tratamiento usados durante los procesos de producción tienen un peso molecular bajo, la película de aislamiento 28 permite el paso de estos aceites y el almacenamiento de los aceites en la región de almacenamiento 30.
El aceite mineral, el aceite de éster y un refrigerante fluyen en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5C según la presente forma de realización. Sólo el aceite mineral pasa a través de la película de aislamiento sin implicar la entrada de un refrigerante. No obstante, si un refrigerante es hecho fluir en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5C, la viscosidad de una mezcla consistente en el aceite mineral, el aceite de éster y un refrigerante en el aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5C puede ser reducida, mejorando así la adsorción y la eficacia del almacenamiento.
El aparato de almacenamiento de aceite lubricante 5C está situado en una posición desviada del circuito refrigerante principal que interconecta el compresor 1, la válvula de cuatro vías 2, el intercambiador térmico del lado fuente de calor 3, el controlador de flujo 13, el intercambiador térmico del lado usuario 12, y el acumulador 4. Se puede almacenar el aceite lubricante para CFC o HCFC de forma estable sin ser impedido por una velocidad de flujo elevada en el circuito refrigerante principal.
Después de haber recogido en un recipiente a presión; p. ej., un acumulador, el aceite lubricante para CFC o HCFC fluye en el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 50, permitiendo así el control del flujo de aceite lubricante al mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante. Consecuentemente, se puede almacenar el aceite lubricante para CFC o HCFC de forma estable. Además, si el recipiente a presión está dispuesto hacia la parte anterior del tubo de entrada de un compresor, tal como una posición entre un evaporador y el compresor, el aceite lubricante para CFC o HCFC que todavía queda en el tubo existente no fluirá dentro del compresor. Se puede implementar el almacenamiento eficaz del aceite lubricante en el mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante 5A así como una mejora de la fiabilidad del sistema de ciclo de refrigeración.
En el presente diseño, el aceite de éster ha sido empleado como un aceite lubricante para el uso con un ciclo de refrigeración que utiliza un refrigerante basado en HFC. Ni que decir tiene que se produce el mismo efecto en el caso de emplear el aceite de éter con una polaridad elevada.
A continuación, se hace un resumen de las características y ventajas de los distintos aspectos de la presente invención. La presente invención ha sido concretada en la manera precedente, y se producen las siguientes ventajas.
La presente invención prevé un sistema de ciclo de refrigeración, donde los tubos de extensión y/o una unidad interna, empleados en un sistema de ciclo de refrigeración que utiliza un primer refrigerante y un primer aceite lubricante, son usados como tubos de extensión y/o una unidad interna de un sistema de ciclo de refrigeración sustituida que utiliza un segundo refrigerante y un segundo aceite lubricante. El sistema de ciclo de refrigeración sustituido comprende: un aparato para almacenar de forma consecutiva en una parte del circuito refrigerante el primer aceite lubricante que todavía queda en los tubos de extensión y/o la unidad interna, mientras que se realiza la operación de ciclo de refrigeración. No hay necesidad de limpiar los tubos de extensión existentes y/o una unidad interna con el uso de un detergente hecho a medida. Como resultado, se puede eliminar el riesgo de detergente residual indeseado y también se pueden reducir los costes de limpieza. Por lo tanto, se mejora la fiabilidad de un sistema de ciclo de refrigeración. Se almacena de forma consecutiva el aceite lubricante mientras que se realiza la operación común de acondicionamiento/refrigeración del aire. Por lo tanto, la construcción de un sistema de ciclo de refrigeración puede ser completado mediante la sustitución de una unidad de fuente de calor antigua con una unidad de fuente de calor nueva. De esa manera, se pueden utilizar los tubos de extensión existentes y/o la unidad interna puede ser utilizada en un periodo de tiempo corto y a bajo coste.
El aparato de almacenamiento separa el primer aceite lubricante mediante la utilización de una diferencia entre la adsorción del primer aceite lubricante al carbón activado y la adsorción del segundo aceite lubricante al carbón activado. Por lo tanto, los compuestos de cloro o los compuestos de azufre, que son componentes peligrosos, así como el primer aceite lubricante del sistema de ciclo de refrigeración usando el primer refrigerante pueden ser almacenados mediante la adsorción.
En otro aspecto, preferiblemente, el aparato de almacenamiento está dispuesto en una posición desviada del primer circuito refrigerante del sistema de ciclo de refrigeración. Por lo tanto, se puede almacenar el primer aceite lubricante para el sistema de ciclo de refrigeración usando el primer refrigerante de forma estable sin ser impedido por una velocidad de flujo en el circuito refrigerante principal.
En otro aspecto, preferiblemente, después de haber fluido en un recipiente a presión en el circuito refrigerante del sistema de ciclo de refrigeración, el primer y segundo aceites lubricantes entran en el aparato de almacenamiento. Por lo tanto, se puede controlar la entrada de aceite lubricante en un mecanismo de almacenamiento de aceite lubricante, de ese modo permitiendo la separación y el almacenamiento estable del primer aceite lubricante para el uso con el ciclo de refrigeración usando el primer
refrigerante.
En otro aspecto, preferiblemente, el primer refrigerante es un refrigerante basado en clorofluorocarbono o basado en hidroclorofluorocarbono; el primer aceite lubricante es aceite mineral o aceite de alquilbenceno; se utiliza un refrigerante basado en hidrofluorocarbono como el segundo refrigerante; y se usa aceite de éster o de éter como segundo aceite
lubricante.
Se almacena el aceite mineral mediante el carbón activado a través de la utilización de una diferencia de polaridad entre el aceite mineral y el refrigerante.
En otro aspecto, preferiblemente, los tubos de extensión y/o una unidad interna, empleados en un sistema de ciclo de refrigeración que utiliza un primer refrigerante y un primer aceite lubricante, son usados como tubos de extensión y/o una unidad interna de un sistema de ciclo de refrigeración sustituido que utiliza un segundo refrigerante y un segundo aceite lubricante. Y se almacena de forma consecutiva el primer aceite lubricante que todavía queda en los tubos de extensión y/o la unidad interna en una parte del circuito refrigerante mientras que se realiza la operación del ciclo de refrigeración. Puesto que se vuelven disponibles los tubos de extensión existentes y/o la unidad interna, los tubos de extensión existentes y/o la unidad interna pueden ser reciclados a bajo coste, permitiendo así la renovación del sistema de ciclo de refrigeración.

Claims (6)

1. Sistema de ciclo de refrigeración, que utiliza un segundo refrigerante y un segundo aceite lubricante en vez de un primer refrigerante y un primer aceite lubricante usado previamente en el sistema de ciclo de refrigeración en el que una unidad externa (11) ha sustituido la unidad externa comprendiendo componentes empleados de nuevo los cuales utilizan el segundo refrigerante, dicho sistema comprendiendo:
la unidad externa (11) sustituida que incluye un compresor (1), y un intercambiador térmico del lado fuente de calor (3);
una unidad interna (14) que incluye un intercambiador térmico del lado usuario (12);
un primer tubo (15) que interconecta un extremo de la unidad externa (11) a un extremo de la unidad interna (14);
un segundo tubo (16) que interconecta el otro extremo de la unidad interna (14) al otro extremo de la unidad externa (11);
donde el sistema de ciclo de refrigeración también incluye un aparato de almacenamiento (5B) situado dentro del paso del refrigerante para almacenar consecutivamente el primer aceite lubricante que queda en dicho primer (15) y segundo tubo (16) y/o dicha unidad interna (14) mientras que se realiza una operación común de acondicionamiento/enfriamiento del aire, caracterizado por el hecho de que el aparato de almacenamiento (5B) contiene un depósito de carbón activado sujetado por dos filtros, dicho depósito de carbón activado estando dispuesto en el paso del ciclo del aceite lubricante y la mezcla refrigerante, de manera que el aceite lubricante y la mezcla refrigerante pasan por el depósito de carbón activado mientras que se realiza una operación de acondicionamiento/enfriamiento del aire común, y donde el primer aceite lubricante es absorbido selectivamente por el carbón activado mientras que el aceite lubricante y la mezcla refrigerante pasan por el aparato de almacenamiento (5B), mientras que se realiza una operación común de acondicionamiento/enfriamiento del aire.
2. Sistema de ciclo de refrigeración según la reivindicación 1, en el que el aparato de almacenamiento (5B) está dispuesto en una posición desviada del primer circuito de refrigerante del sistema de ciclo de refrigeración.
3. Sistema de ciclo de refrigeración según la reivindicación 1, en el que, después de haber fluido en un recipiente a presión (4) en el circuito refrigerante del sistema de ciclo de refrigeración, el primer y segundo aceite lubricante entran en el aparato de almacenamiento (5B).
4. Sistema de ciclo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el primer refrigerante es un refrigerante basado en clorofluorocarbono o basado en hidroclorofluorocarbono; el primer aceite lubricante es aceite mineral o aceite de alquilbenceno; se utiliza un refrigerante basado en hidrofluorocarbono como segundo refrigerante; y se usa el aceite de éster o de éter como segundo aceite lubricante.
5. Uso de un sistema de ciclo de refrigeración según la reivindicación 1, en el que el sistema de ciclo de refrigeración está accionado para realizar su operación de acondicionamiento/enfriamiento del aire común y de ese modo, el primer aceite lubricante que queda en el primer (15) y segundo tubo (16) y/o en la unidad interna (14) es aspirado por el sistema de ciclo de refrigeración y es separado del segundo aceite lubricante por el carbón activado y a continuación almacenado en el aparato de almacenamiento (5B).
6. Uso del sistema de ciclo de refrigeración según la reivindicación 5, en el que se separan el primer aceite lubricante del primer y segundo aceites lubricantes que han fluido desde un recipiente a presión (4) proporcionado en el circuito refrigerante del sistema de ciclo de refrigeración.
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