ES2311882T3 - Aparato de refrigeracion. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para extraer el aceite de una máquina de refrigeración con relación a un refrigerante antiguo desde un conducto (60) de comunicación existente del lado del líquido y un conducto (70) de comunicación existente del lado del gas, conectando un intercambiador de calor (33) del lado del usuario a un circuito (11) del lado de la fuente de calor de un aparato de refrigeración que está equipado con un compresor (21) y un intercambiador de calor (24) del lado de la fuente de calor, operando el compresor (21) en una operación de limpieza, estando el procedimiento caracterizado por las etapas de: - Determinar la velocidad de un refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del lado del gas; - Determinar el número Fr de Froude expresado mediante la expresión Fr = (dg/dl) x (U 2 /gD), donde U es la velocidad de un refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del lado del gas, D es el diámetro interno del conducto (70) de comunicación del lado del gas, dg es la densidad del refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del lado del gas, d l es la densidad de un líquido existente en el conducto (70) de comunicación del lado del gas, y g es la aceleración de la gravedad, y - Establecer la condición operativa durante la operación de limpieza en base al número de Froude determinado.
Description
Aparato de refrigeración.
La presente invención se refiere a un aparato de
refrigeración conectado a conductos de comunicación ya existentes,
para la realización de operaciones de limpieza de los conductos de
comunicación.
Convencionalmente, se conoce un aparato de
refrigeración que incluye un circuito para refrigerante que realiza
el ciclo de refrigeración por compresión de vapor, mediante la
circulación de un refrigerante. El aparato de refrigeración está
compuesto por unidades de interior y de exterior, conectadas cada
una con la otra a través de conductos de comunicación. Los conductos
de comunicación están en muchos casos soterrados en la construcción.
Esto causa dificultades durante el cambio de los conductos de
comunicación con la renovación del aparato de refrigeración,
necesitando la introducción de un nuevo aparato de refrigeración que
utilice los conductos de comunicación existentes.
Mientras tanto, un refrigerante CFC y un
refrigerante HCFC, que habían sido empleados hasta ahora como
relleno refrigerante en un circuito refrigerante, han sido
suprimidos debido a que causan una influencia adversa sobre el
entorno (destrucción de la capa de ozono y similares). Por esta
razón, se requiere conectar un aparato de refrigeración utilizando
un refrigerante HFC o similar, que es el nuevo refrigerante, a los
conductos de comunicación existentes que han utilizado el
refrigerante CFC o el refrigerante HCFC. Sin embargo, los conductos
de comunicación existentes incluyen aceite mineral residual del
aceite de la máquina de refrigeración con relación al refrigerante
CFC o al refrigerante HCFC. Los ácidos y los iones generados debido
a la degradación del refrigerante CFC, o del refrigerante HCFC, y el
aceite mineral, pueden invitar a la corrosión de la válvula de
expansión y similares. Por lo tanto, se hace necesario eliminar el
aceite mineral mediante limpieza de los conductos de comunicación
existentes con anterioridad a la prueba de funcionamiento respecto
al nuevo aparato de refrigeración introducido.
En este sentido, se ha propuesto un aparato de
refrigeración capacitado para limpiar dichos conductos de
comunicación existentes (por ejemplo, documento
JP-A-200-329432). En
este aparato de refrigeración, el circuito de refrigeración está
constituido de tal manera que una unidad de fuente de calor que
incluye un compresor y un intercambiador de calor por el lado de la
fuente de calor, se encuentra conectado a una unidad de interior que
incluye un intercambiador de calor en el lado de usuario, por medio
de un primer y un segundo conductos de conexión, como los conductos
de comunicación existentes. Por el lado de succión del compresor, se
han previsto medios de captación de la materia extraña para la
separación y la recuperación del aceite mineral y de la materia
extraña del refrigerante. El aparato de refrigeración realiza
operaciones de limpieza en el modo de funcionamiento de enfriamiento
después de que se ha rellenado con un HFC para limpiar el primer y
el segundo conductos de conexión mediante el refrigerante que
circula por el circuito del refrigerante, recuperando con ello el
aceite mineral y la materia extraña.
El documento
JP-A-2002-107011
describe un aparato de refrigeración según se define en el preámbulo
de las reivindicaciones 1 y 2.
Haciendo referencia a los acondicionadores de
aire como tipo de aparatos de refrigeración, por ejemplo, muchos de
ellos tienen la unidad de exterior y la unidad de interior en
posiciones instaladas a diferente altura. En ese caso, se forma una
porción que se extiende en dirección perpendicular en cada conducto
de comunicación para la conexión de la unidad de exterior y de la
unidad de interior.
Para extraer el aceite mineral y la materia
extraña que permanece en los conductos de comunicación por el lado
del gas, es necesario empujar y hacer que circulen el aceite mineral
y las materias extrañas mediante el flujo de un refrigerante
gaseoso. Especialmente, se requiere empujar hacia arriba el aceite
mineral y las materias extrañas mediante el refrigerante gaseoso en
la porción que se extiende perpendicularmente del conducto de
comunicación por el lado del gas.
Sin embargo, los aparatos de refrigeración
convencionales tienen menos, o nada, en cuenta las condiciones
operativas durante la operación de limpieza. Por esta razón, la
velocidad de flujo del refrigerante gaseoso por el conducto de
comunicación en el lado del gas, es demasiado lenta para empujar y
hacer que circulen el aceite y las materias extrañas en algunas
condiciones operativas, dejando que el aceite mineral y las materias
extrañas de los conductos de comunicación den lugar a
inconveniencias.
La presente invención ha sido realizada ahora en
vista de los problemas anteriores, y tiene como objeto obviar las
inconveniencias de los aparatos de refrigeración que realizan la
operación de limpieza de los conductos de comunicación existentes
reduciendo con seguridad la cantidad residual de aceite mineral y de
materias extrañas de los conductos de comunicación.
Los problemas anteriores han sido resueltos
mediante el procedimiento de la reivindicación 1 ó 2. Se exponen
realizaciones preferidas en las reivindicaciones dependientes.
El circuito (11) del lado de la fuente de calor
está conectado al intercambiador (33) de calor del lado de usuario a
través del conducto (60) de comunicación existente del lado del
líquido, y al conducto (70) de comunicación existente del lado del
gas. Durante la operación de limpieza para limpiar el conducto (60)
de comunicación existente del lado del líquido y el conducto (70) de
comunicación existente del lado del gas, se opera el compresor (21)
del circuito (11) del lado de la fuente de calor para permitir que
el refrigerante circule a través del conducto (60) de comunicación
del lado del líquido y por el conducto (70) de comunicación del lado
del gas. Durante la operación de limpieza, también, el aceite de la
máquina de refrigeración para el antiguo refrigerante que permanece
en el conducto (60) de comunicación existente del lado del líquido y
en el conducto (70) de comunicación existente del lado del gas, es
empujado y hecho circular por medio del refrigerante, siendo con
ello extraído del conducto (60) de comunicación del lado del líquido
y del conducto (70) de comunicación del lado del gas.
Durante la operación de limpieza, el aceite de
la máquina de refrigeración puede ser separado del refrigerante
gaseoso y recuperado en el contenedor (40) de recuperación.
En la presente invención, de acuerdo con la
reivindicación 1, el número Fr de Froude expresa una relación de la
fuerza inercial del refrigerante gaseoso que fluye a través del
conducto (70) de comunicación del lado del gas respecto a la
gravedad que actúa sobre el líquido presente en el conducto (70) de
comunicación del lado del gas. En otras palabras, el número Fr de
Froude expresa una relación de magnitud entre la gravedad que actúa
sobre el líquido del conducto (70) de comunicación del lado del gas,
y la fuerza de inercia del refrigerante que circula a través del
conducto (70) de comunicación del lado del gas. Estos medios de
resolución del problema establecen la condición operativa en cuanto
a la operación de limpieza basada en el número Fr de Froude.
Además, en la presente invención, de acuerdo con
la reivindicación 2, el conducto (70) de comunicación del lado del
gas está compuesto por una pluralidad de conductos (71) de
ramificación y por un conducto (72) de colector. La pluralidad de
tubos (71) de llegada están conectados por uno respectivo de sus
extremos a la pluralidad de intercambiadores (33) de calor del lado
del usuario, respectivamente, y están conectados por el otro de sus
extremos respectivos al conducto (72) de colector. El número Fr de
Froude, en estos medios de resolución de problemas, expresa una
relación de una fuerza inercial del refrigerante gaseoso que circula
a través del conducto (72) de colector del conducto (70) de
comunicación del lado del gas, respecto a la gravedad que actúa
sobre el líquido del conducto (72) de colector. En otras palabras,
el número Fr de Froude expresa una relación de magnitud entre la
gravedad que actúa sobre el líquido del conducto (72) de colector
del conducto (70) de comunicación del lado del gas y la fuerza
inercial del refrigerante gaseoso que circula a través del conducto
(72) de colector. Estos medios de resolución del problema establecen
la condición operativa durante la operación de limpieza en base al
número Fr de Froude.
Aquí, como líquido que pueda existir en el
conducto (70) de comunicación del lado del gas, se encuentran el
aceite de la máquina de refrigeración con relación al antiguo
refrigerante, el nuevo refrigerante, y el aceite de la máquina de
refrigeración con relación al nuevo refrigerante. La densidad
d_{l} del líquido utilizado en la introducción del número Fr de
Froude, es con preferencia el valor de la mayor densidad entre el
aceite de la máquina de refrigeración, el nuevo refrigerante, y el
aceite de la máquina de refrigeración para el nuevo refrigerante. El
valor máquina de refrigeración para el antiguo refrigerante, el
nuevo refrigerante, y el aceite de la máquina de refrigeración del
nuevo refrigerante, de modo que el líquido presente en el conducto
(70) de comunicación del lado del gas se hace fluir hacia fuera
mediante el refrigerante gaseoso, con seguridad.
En la presente invención, la condición operativa
durante la operación de limpieza puede ser establecida de modo que
el número Fr de Froude sea 1,5 o mayor. Según se ha descrito en lo
que antecede, el número Fr de Froude expresa una relación de la
fuerza inercial del refrigerante gaseoso que circula a través del
conducto (70) de comunicación del lado del gas, respecto a la
gravedad que actúa sobre el líquido en el conducto (70) de
comunicación del lado del gas. En consecuencia, bajo condiciones en
las que la condición operativa se establece de modo que el número Fr
de Froude sea mayor de 1, la fuerza inercial del refrigerante
gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del
lado del gas se hace más grande que la gravedad que actúa sobre el
líquido en el conducto (70) de comunicación del lado del gas.
En la presente invención, la condición operativa
durante la operación de limpieza puede ser establecida de modo que
el número Fr de Froude sea mayor de 1. Según se ha descrito en lo
que antecede, el número Fr de Froude expresa una relación de una
fuerza interna del refrigerante gaseoso que circula a través del
conducto (70) de comunicación del lado del gas respecto a la
gravedad que actúa sobre el líquido en el conducto (70) de
comunicación del lado del gas. Por consiguiente, bajo condiciones en
que la condición operativa se establece de modo que el número Fr de
Froude es de 1,5 o mayor, la fuerza inercial del refrigerante
gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del
lado del gas se hace 1,5 veces o incluso más grande que la gravedad
que actúa sobre el líquido en el conducto (70) de comunicación del
lado del gas.
En la presente invención, una mezcla de
refrigerante, en la que uno de los componentes es R32 o un
refrigerante natural, puede ser cargada en el circuito (11) del lado
de la fuente de calor. Como refrigerante mezclado que contiene R32,
las mezclas HFC de refrigerantes tales como el R410A y R407C son
ejemplos. Como refrigerante natural, el dióxido de carbono
(CO_{2}), amonio (NH_{3}), hidrocarburos tales como el propano
C_{3}H_{8}, y similares, constituyen ejemplos.
En la presente invención, la condición operativa
durante la operación de limpieza se establece en base al número Fr
de Froude. Específicamente, en la invención de la reivindicación 1,
la condición operativa durante la operación de limpieza se establece
teniendo en cuenta el número Fr de Froude que expresa la relación
entre la gravedad que actúa sobre el líquido presente en el conducto
(70) de comunicación del lado del gas, y la fuerza inercial del
refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (70) de
comunicación del lado del gas. También, en la invención de la
reivindicación 2, la condición operativa durante la operación de
limpieza se establece teniendo en cuenta al número Fr de Froude que
expresa la relación entre la gravedad que actúa sobre el líquido
presente en el conducto (72) de colector del conducto (70) de
comunicación del lado del gas, y el refrigerante que circula a
través del conducto (72) de colector.
El aceite de la máquina de refrigeración y el
refrigerante antiguo, han sido disueltos cada uno con el otro para
que circulen por el conducto (60) de comunicación del lado del
líquido, mientras que las materias extrañas se hacen circular con el
refrigerante antiguo en fase líquida. Así, la cantidad total de
aceite del refrigerante para el refrigerante antiguo y las materias
extrañas que permanecen en el conducto (60) de comunicación del lado
del líquido, se hace muy pequeña. Además, el refrigerante líquido
que fluye a través del conducto (60) de comunicación del lado del
líquido tiene una gravedad específica mayor que la del refrigerante
gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del
lado del gas, y la fuerza inercial del refrigerante líquido es mayor
que la del refrigerante gaseoso. Por consiguiente, en la operación
de limpieza, si el aceite de la máquina de refrigeración para el
antiguo refrigerante y las materias extrañas que permanecen en el
conducto (70) de comunicación del lado del gas pueden hacerse fluir
hacia fuera, el aceite de la máquina de refrigeración respecto al
antiguo refrigerante y las materias extrañas que permanecen en el
conducto (60) de comunicación del lado del líquido, pueden hacerse
también fluir hacia fuera.
En vista de lo anterior, cuando se establece la
condición operativa en base al número Fr de Froude para el líquido y
para el refrigerante gaseoso en el conducto (70) de comunicación del
lado del gas, como en la invención de la reivindicación 1, el aceite
de la máquina de refrigeración en relación con el refrigerante
antiguo y las materias extrañas que permanecen en el conducto (60)
de comunicación del lado del líquido y en el conducto (70) de
comunicación del lado del gas, pueden hacerse fluir hacia fuera por
medio del refrigerante, con seguridad. Además, cuando se establece
la condición operativa en base al número Fr de Froude para el
refrigerante líquido y para el gaseoso en el conducto (72) de
colector del conducto (70) de comunicación del lado del gas, como en
la invención de la reivindicación 2, el aceite de la máquina de
refrigeración respecto al antiguo refrigerante y las materias
extrañas que permanezcan en el conducto (60) de comunicación del
lado del líquido y en el conducto (70) de comunicación del lado del
gas, constituido por el conducto (72) de colector y por los
conductos (71) de ramificación, pueden hacerse circular hacia fuera
por medio del refrigerante, con seguridad.
Por ello, de acuerdo con la presente invención,
la cantidad residual del aceite de la máquina de refrigeración en
relación con el refrigerante antiguo, y las materias extrañas
presentes en los conductos de comunicación existentes, pueden ser
reducidos con seguridad mediante la operación de limpieza, obviando
las inconveniencias causadas debido a la existencia del aceite de la
máquina de refrigeración en relación con las materias extrañas y con
el refrigerante antiguo.
En la invención, la condición operativa en
cuanto a la operación de limpieza, puede ser establecida de modo que
el número Fr de Froude sea mayor de 1. Bajo esta condición, la
fuerza inercial del refrigerante gaseoso que circula a través del
conducto (70) de comunicación del lado del gas se hace mayor que la
gravedad que actúa sobre el líquido del conducto (70) de
comunicación del lado del gas, de modo que el aceite de la máquina
de refrigeración en relación con el refrigerante antiguo y las
materias extrañas, pueden ser empujados ascendentemente por el
refrigerante gaseoso incluso por una porción extendida
perpendicularmente del conducto (70) de comunicación del lado del
gas. De ese modo, con los medios de resolución de este problema, la
cantidad residual del aceite de la máquina de refrigeración en
relación con el refrigerante antiguo y las materias extrañas
presentes en los conductos de comunicación existentes, puede ser
reducida adicionalmente.
En la invención, la condición operativa durante
la operación de limpieza puede ser establecida de modo que el número
Fr de Froude sea de 1,5 o mayor. Bajo esta condición, la fuerza
inercial del refrigerante gaseoso que circula a través del conducto
(70) de comunicación del lado del gas se hace 1,5 veces, o más,
mayor que la gravedad que actúa sobre el líquido del conducto (70)
de comunicación del lado del gas, de modo que la fuerza del
refrigerante gaseoso para empujar ascendentemente el aceite de la
máquina de refrigeración en relación con el antiguo refrigerante y
con las materias extrañas, se incrementa incluso en la porción que
se extiende perpendicularmente del conducto (70) de comunicación del
lado del gas. Así, con los medios de resolución de este problema, la
cantidad residual de aceite de la máquina de refrigeración en
relación con el antiguo refrigerante y con las materias extrañas de
los conductos de comunicación existentes, puede ser reducida de
forma más segura.
La Figura 1 es un diagrama que muestra un
circuito para refrigerante de un acondicionador de aire de acuerdo
con la Realización 1;
la Figura 2 es un gráfico que indica la relación
entre el número Fr de Froude y una relación de cantidad
residual;
la Figura 3 es un diagrama que muestra un
circuito para refrigerante de un acondicionador de aire de acuerdo
con la Realización 2.
\vskip1.000000\baselineskip
- 11
- circuito del lado de la fuente de calor (circuito de exterior)
- 21
- compresor
- 24
- intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (intercambiador de calor de exterior)
- 33
- intercambiador de calor del lado del usuario (intercambiador de calor de interior)
- 40
- contenedor de recuperación
- 60
- conducto de comunicación del lado del líquido
- 70
- conducto de comunicación del lado del gas
- 71
- conducto de ramificación
- 72
- conducto de colector.
\vskip1.000000\baselineskip
Las Realizaciones de la presente invención van a
ser descritas en detalle con referencia a los dibujos.
Realización
1
Según se muestra en la Figura 1, un
acondicionador de aire de la presente realización incluye una unidad
(20) de exterior y una unidad (30) de interior. La unidad (20) de
exterior y la unidad (30) de interior han sido construidas para un
refrigerante HFC. La unidad (20) de exterior consiste en un aparato
de refrigeración de acuerdo con la presente invención.
La unidad (20) de exterior y la unidad (30) de
interior están conectadas cada una con la otra por medio de un
conducto (60) de comunicación existente del lado del líquido, y
mediante un conducto (70) de comunicación existente del lado del
gas, los cuales habían estado conectados respectivamente a una
unidad de exterior y a una unidad de interior para un refrigerante
CFC o para un refrigerante HCFC hasta ahora. En el acondicionador de
aire de la presente invención, un circuito (10) para refrigerante
está formado por la conexión de un circuito (11) de exterior de la
unidad (20) de exterior y por un circuito (12) de interior de la
unidad (30) de interior, por medio del conducto (60) de comunicación
existente del lado del líquido y del conducto (70) de comunicación
existente del lado del gas.
El circuito (11) de exterior de la unidad (20)
de exterior constituye un circuito del lado de la fuente de calor.
En el circuito (11) de exterior, un compresor (21), un separador
(22) de aceite, una válvula (23) conmutadora de cuatro vías, y un
intercambiador de calor (24) de exterior que sirve como
intercambiador de calor del lado de la fuente de calor, están
conectados por medio de la tubuladura para refrigerante, que se
llena de refrigerante HFC. La unidad (20) de exterior se ha dotado
también de un ventilador (24a) de exterior.
Con referencia al refrigerante HFC con el que se
ha rellenado el circuito (11) de exterior, se pueden relacionar
diversos refrigerantes tales como R32, R134a, R404A, R407C, R410A,
R507A, una mezcla de refrigerante de R32 y R125, una mezcla de
refrigerante de R32, R125 y R134a, y una mezcla de refrigerante que
contenga R32 como principal componente, y similares. No solo el
refrigerante HFC, sino también un refrigerante natural de tipo no
fluorado, puede ser rellenado en el circuito (11) de exterior. Como
refrigerante natural, se pueden relacionar el CO_{2},
C_{m}H_{n}, NH_{3}, H_{2}O, y similares.
En el circuito (11) de exterior, el lado de
descarga del compresor (21) está conectado a un primer puerto de la
válvula (23) conmutadora de cuatro vías a través del separador (22)
de aceite. Un segundo puerto de la válvula (23) conmutadora de
cuatro vías está conectado a un extremo del intercambiador de calor
(24) de exterior. Un tercer puerto de la válvula (23) conmutadora de
cuatro vías está conectado al lado de succión del compresor (21) a
través de un contenedor (40) de recuperación que se va a describir
posteriormente. Un cuarto puerto de la válvula (23) conmutadora de
cuatro vías está conectado a una válvula (27) de cierre del lado del
gas. El otro extremo del intercambiador de calor (24) de exterior
está conectado a una válvula (26) de cierre del lado del líquido a
través de una válvula (25) de expansión de exterior.
El compresor (21) es un compresor de caracol
hermético. También, el compresor (21) es de tipo de cúpula de alta
presión. Con más detalle, el compresor (21) está compuesto de modo
que un gas refrigerante comprimido presente en el mecanismo (21b) de
compresión, se hace circular una vez en el receptáculo (21a), y a
continuación se hace circular hacia fuera del receptáculo (21a). El
aceite de la máquina de refrigeración, en relación con el
refrigerante HFC, es atrapado en el fondo del receptáculo (21a). Se
utiliza aceite sintetizado tal como aceite Ester, aceite éster, y
similares, como aceite de la máquina de refrigeración.
El compresor (21) es de capacidad variable. La
potencia eléctrica se suministra al motor (21c) del compresor (21) a
través de un inversor (no representado). Cuando cambia la salida de
frecuencia del inversor, la velocidad de rotación del motor (21c)
cambia a efectos de cambiar la capacidad del compresor (21).
El circuito (10) para refrigerante está
realizado de modo que el intercambio entre la operación en modo de
enfriamiento y la operación en modo de calentamiento, se lleva a
cabo por conmutación de la válvula (23) conmutadora de cuatro vías.
Específicamente, cuando se conmuta un estado hasta un estado en el
que el primer puerto y el segundo puerto de la válvula (23)
conmutadora de cuatro vías comunican uno con el otro mientras el
tercer puerto y el cuarto puerto comunican uno con el otro (el
estado mostrado con líneas continuas en la Figura 1), el
intercambiador de calor (24) de exterior funciona como condensador,
mientras que el intercambiador de calor (33) de interior funciona
como evaporador en el circuito (10) del refrigerante, con lo que se
hace que circule el refrigerante en la operación en modo de
enfriamiento. Al contrario, cuando se conmuta el estado hasta un
estado en el que el primer puerto y el cuarto puerto de la válvula
(23) conmutadora de cuatro vías comunican uno con el otro, mientras
que el segundo puerto y el tercer puerto comunican uno con el otro
(el estado mostrado con líneas discontinuas en la Figura 1), el
intercambiador de calor (24) de exterior funciona como evaporador,
mientras que el intercambiador de calor (23) de interior funciona
como condensador en el circuito (10) del refrigerante, con lo que se
hace que el refrigerante circule en la operación de modo de
calentamiento.
El circuito (11) de exterior se ha dotado de un
contenedor (40) de recuperación que recupera las materias extrañas
tales como el aceite mineral del aceite de la máquina de
refrigeración en relación con el antiguo refrigerante que permanece
en el conducto (60) de comunicación existe del lado del líquido y en
el conducto (70) de comunicación existente del lado del gas. El
contenedor (40) de recuperación es hermético y está conectado a un
conducto (41) de llegada y a un conducto (42) de salida. El conducto
(41) de llegada está conectado al tercer puerto de la válvula (23)
conmutadora de cuatro vías. El conducto (42) de salida está
conectado al lado de succión del compresor (21).
El conducto (41) de llegada está dispuesto por
el extremo de salida del mismo en el fondo del contenedor (40) de
recuperación, de modo que abre hacia el fondo del contenedor (40) de
recuperación. El conducto (41) de llegada está dotado de una válvula
(51) de entrada. Por otra parte, el conducto (42) de salida está
dispuesto por el extremo de entrada del mismo en la parte superior
del contenedor (40) de recuperación, de modo que abre hacia el fondo
del contenedor (40) de recuperación. El conducto (42) de salida está
dotado de una válvula (52) de salida. Cada una de entre la válvula
(51) de llegada y de la válvula (52) de salida, constituye una
válvula conmutadora.
El circuito (11) de exterior se ha dotado de un
conducto (54) de desviación para sobrepasar el contenedor (40) de
recuperación. El conducto (54) de desviación se ha conectado, por un
extremo del mismo, entre la válvula (51) de llegada y el tercer
puerto de la válvula (23) conmutadora de cuatro vías, y se ha
conectado, por el otro extremo del mismo, entre la válvula (52) de
salida y el lado de succión del compresor (21). El conducto (54) de
desviación se ha dotado de una válvula (53) de desviación que sirve
como válvula conmutadora.
Un extremo de un conducto (22a) de retorno de
aceite ha sido conectado al separador (22) de aceite. El otro
extremo del conducto (22a) de retorno de aceite ha sido conectado a
la válvula (52) de salida y al lado de succión del compresor (21),
en una parte de cuyo lado corriente abajo se ha conectado además el
conducto (54) de desviación. El aceite sintetizado es descargado del
compresor (21) junto con el refrigerante gaseoso, separado del
refrigerante gaseoso por medio del separador (22) de aceite, y
después, devuelto al lado de succión del compresor (21) a través del
conducto (22a) de retorno de aceite.
En el circuito (12) de interior de la unidad
(30) de interior, una válvula (32) de expansión de interior y un
intercambiador de calor (33) de interior que sirve como
intercambiador de calor del lado del usuario, están conectados cada
uno con el otro en serie. La unidad (30) de interior está también
equipada con un ventilador (33a) de interior.
El conducto (60) de comunicación del lado del
líquido está conectado, por un extremo del mismo, al circuito (11)
de exterior a través de una válvula (26) de cierre del lado del
líquido. El otro extremo del conducto (60) de comunicación del lado
del líquido está conectado al circuito (12) de interior de la unidad
(30) de interior por medio de un conector (31) del lado del líquido.
Además, el conducto (70) de comunicación del lado del gas está
conectado por un extremo del mismo al circuito (11) de exterior a
través de una válvula (27) de cierre del lado del gas. El otro
extremo del conducto (70) de comunicación del lado del gas está
conectado al circuito (12) de interior de la unidad (30) de interior
por medio de un conector (34) del lado del gas.
En el acondicionador de aire de la presente
realización, la capacidad del compresor (21) durante la operación de
limpieza se establece en base al número Fr de Froude, determinado
mediante la siguiente expresión:
(Expresión 1)Fr
= (d_{g}/d_{l}) x
(U^{2}/gD)
En la expresión anterior, el número Fr de Froude
es un número sin dimensiones que expresa una relación de una fuerza
inercial del refrigerante gaseoso que circula a través del conducto
(70) de comunicación del lado del gas, con respecto a la gravedad
que actúa sobre el líquido del conducto (70) de comunicación del
lado del gas. En la expresión, U es la velocidad del refrigerante
gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del
lado del gas y su unidad es [m/s]. D es el diámetro interno del
conducto (70) de comunicación del lado del gas, y su unidad es [m].
d_{g} es la densidad del refrigerante gaseoso que circula a través
del conducto (70) de comunicación del lado del gas, y su unidad es
[kg/m^{3}]. d_{l} es la densidad del líquido existente en el
conducto (70) de comunicación del lado del gas, y su unidad es
[kg/m^{3}]. g es la aceleración de la gravedad, y su unidad es
[m/s^{2}].
Durante la operación de limpieza, el aceite
mineral (el aceite de la máquina de refrigeración respecto al
antiguo refrigerante), el nuevo refrigerante, el aceite sintetizado
(el aceite de la máquina de refrigeración respecto al nuevo
refrigerante), y las materias extrañas en estado sólido o en estado
líquido que existen en el conducto (70) de comunicación del lado del
gas, están mezclados. Las materias extrañas en estado sólido y en
estado líquido incluyen polvo detrítico generado en virtud del
deslizamiento del compresor (21), varias clases de ácidos e iones
generados durante la degradación del aceite mineral y del antiguo
refrigerante, y humedad que ha penetrado en la tubuladura. La mezcla
del aceite mineral, el nuevo refrigerante, el aceite sintetizado, y
las diversas clases de materias extrañas, es empujada y se hace
circular mediante el refrigerante gaseoso durante la operación de
limpieza.
Mientras tanto, resulta difícil o imposible
estimar y medir cada velocidad de los componentes de la mezcla
existente en el conducto (70) de comunicación del lado del gas.
Además, la velocidad de cada uno de los componentes de la mezcla
varía de un momento a otro durante la operación de limpieza. Bajo
estas circunstancias, resulta deseable utilizar los valores más
grandes que puedan ser estimados como densidad d_{l} del líquido
existente en el conducto (70) de comunicación del lado del gas.
Específicamente, el líquido que puede existir en
el conducto (70) de comunicación del lado del gas consiste en el
aceite mineral, el nuevo refrigerante, y el aceite sintetizado. En
vista de que la cantidad de materias extrañas tales como el polvo
detrítico no es tan grande, el valor más grande de la densidad entre
el aceite mineral, el nuevo refrigerante, y el aceite sintetizado,
se utiliza deseablemente como el valor de la densidad d_{l} del
líquido que se utiliza al introducir el número Fr de Froude. Por
ejemplo, cuando se utiliza el R410A como nuevo refrigerante, la
densidad del R410A en estado líquido es la más grande de las tres.
Por consiguiente, resulta deseable utilizar la densidad del R410A en
estado líquido como el valor de la densidad d_{l} del líquido en
este caso.
En la operación de limpieza, el número Fr de
Froude puede ser establecido en base a las aperturas de la válvula
(32) de expansión de exterior y de la válvula (25) de expansión de
interior que se han previsto en el circuito (10) para refrigerante,
o a las velocidades de flujo del ventilador (24a) de exterior y del
ventilador (33a) de interior que se han previsto en el circuito (10)
para refrigerante. Cuando se han determinado las aperturas de las
válvulas (25, 32) de expansión o las velocidades de flujo de los
ventiladores (24a, 33a), se determina una velocidad de circulación
del refrigerante en el circuito (10) para refrigerante con el fin de
determinar la velocidad del refrigerante gaseoso que circula a
través del conducto (70) de comunicación del lado del gas.
Durante la renovación de un acondicionador de
aire que utilice el refrigerante CFC o el refrigerante HCFC cono
antiguo refrigerante, el conducto (60) de comunicación existente del
lado del líquido y el conducto (70) de comunicación existente del
lado del gas, se utilizan según están, y la unidad de exterior
existente y la unidad de interior existente se sustituyen por la
nueva unidad (20) de exterior y la nueva unidad (30) de interior
para refrigerante HFC como nuevo refrigerante.
Específicamente, el refrigerante CFC o el
refrigerante HCFC se recuperan a partir del primer acondicionador. A
continuación, la unidad de exterior existente y la unidad de
interior existente para el refrigerante CFC o el refrigerante HCFC,
son retiradas del conducto (60) de comunicación existente del lado
del líquido y del conducto (70) de comunicación existente del lado
del gas. A continuación, la unidad (20) de exterior y la unidad (30)
de interior para el refrigerante HFC, son conectadas al conducto
(60) de comunicación existente del lado del líquido y al conducto
(70) de comunicación existente del lado del gas, por medio de los
conectores (31, 34) con la intervención de las válvulas (26, 27) de
cierre para formar el circuito (10) para refrigerante mencionado
anteriormente.
A continuación, bajo unas condiciones en las que
la válvula (26) de cierre del lado del líquido y la válvula (27) de
cierre del lado del gas están cerradas, la unidad (30) de interior,
el conducto (60) de comunicación del lado del líquido y el conducto
(70) de comunicación del lado del gas, se someten a vacío para
extraer el aire, la humedad, y similares, del circuito (10) para
refrigerante, excepto la unidad (20) de exterior. A continuación, la
válvula (26) de cierre del lado del líquido y la válvula (27) de
cierre del lado del gas, se abren, y se añade el refrigerante HFC y
se rellena el circuito (10) para refrigerante.
La operación de limpieza del acondicionador de
aire mencionado anteriormente, va a ser descrita en lo que sigue. La
operación de limpieza se realiza retirando las materias extrañas
tales como el aceite mineral que permanece en el conducto (60) de
comunicación existente del lado del líquido y en el conducto (70) de
comunicación existente del lado del gas, y se lleva a cabo
inmediatamente después de la instalación de la unidad (30) de
interior y de la unidad (20) de exterior para el refrigerante
HFC.
Tras la instalación de la unidad (30) de
interior y de la unidad (20) de exterior para el refrigerante HFC,
se inicia la operación del compresor (21), y la válvula (23)
conmutadora de cuatro vías es conmutada al estado indicado mediante
las líneas continuas en la Figura 1. Además, la válvula (51) de
llegada y la válvula (52) de salida se abren, mientras que la
válvula (53) de desviación se cierra. Mientras tanto, durante la
operación de limpieza, cada apertura de la válvula (25) de expansión
de exterior y de la válvula (32) de expansión de interior, se ajusta
apropiadamente.
Cuando se opera el compresor (21), el
refrigerante gaseoso comprimido es descargado desde el compresor
(21). El refrigerante gaseoso así descargado fluye hasta la válvula
(23) conmutadora de cuatro vías, a través del separador (22) de
aceite. El refrigerante gaseoso, después de pasar a través de la
válvula (23) conmutadora de cuatro vías, circula hacia el
intercambiador de calor (24) de exterior para intercambiar calor con
el aire del exterior, con lo que se condensa. A continuación, el
refrigerante líquido condensado pasa a través de la válvula (25) de
expansión de exterior y fluye hacia el conducto (60) de comunicación
del lado del líquido a través de la válvula (26) de cierre del lado
del líquido.
En el conducto (60) de comunicación del lado del
líquido, el aceite mineral del aceite de la máquina de refrigeración
en relación con las materias extrañas y el refrigerante antiguos,
permanece. El aceite mineral y las materias extrañas son empujadas y
se hacen circular por medio del refrigerante líquido que circula por
el conducto (60) de comunicación del lado del líquido. A
continuación, la mezcla del refrigerante líquido y del líquido que
contiene el aceite mineral y las materias extrañas, fluye hacia el
intercambiador de calor (33) de interior, a través de la válvula
(32) de expansión de interior. En el intercambiador de calor (33) de
interior, el refrigerante líquido intercambia calor con el aire del
interior al ser evaporado. El refrigerante evaporado fluye hacia por
el conducto (70) de comunicación del lado del gas, junto con el
líquido que contiene el aceite mineral y las materias extrañas.
En el conducto (70) de comunicación del lado del
gas, el aceite mineral del aceite de la máquina de refrigeración
respecto a las materias extrañas y al refrigerante antiguos,
permanece. El aceite mineral y las materias extrañas son empujados y
se hacen fluir mediante el refrigerante gaseoso junto con el líquido
que contiene el aceite mineral y las materias extrañas que fluyen
desde el conducto (60) de comunicación del lado del líquido. A
continuación, la mezcla del refrigerante gaseoso y del líquido que
contiene el aceite mineral y las materias extrañas, pasa a través de
la válvula (27) de cierre del lado del gas, y de la válvula (23)
conmutadora de cuatro vías para fluir por el contenedor (40) de
recuperación a través del conducto (41) de llegada.
La mezcla del refrigerante gaseoso y del líquido
que contiene el aceite mineral y las materias extrañas, que ha
circulado por el contenedor (40) de recuperación, es descargada en
el fondo del contenedor (40) de recuperación. El líquido que
contiene el aceite mineral y las materias extrañas fuera de la
mezcla, es atrapado en el fondo del contenedor (40) de recuperación.
El refrigerante gaseoso fluye hacia fuera del contenedor (40) de
recuperación hasta el circuito (10) para refrigerante a través del
conducto (42) de salida, y después, fluye hacia el compresor (21)
desde el lado de succión del compresor (21).
La operación de limpieza mencionada
anteriormente, durante un período de tiempo predeterminado, provoca
que el líquido que contiene el aceite mineral y las materias
extrañas y que permanece en el conducto (60) de comunicación
existente del lado del líquido y en el conducto (70) de comunicación
existente del lado del gas, sea recuperado en el contenedor (40) de
recuperación junto con el refrigerante gaseoso que circula por el
circuito (10) para refrigerante, extrayendo con ello el aceite
mineral del aceite de la máquina de refrigeración en relación con
las materias extrañas y el refrigerante antiguo, desde el conducto
(60) de comunicación del lado del líquido y desde el conducto (70)
de comunicación del lado del gas.
Después de la operación de limpieza, la válvula
(51) de llegada y la válvula (52) de salida, se cierran, y la
válvula (53) de desviación se cierra. A continuación, la válvula
(51) de llegada y la válvula (52) de salida se cierran durante todo
el tiempo, mientras que la válvula (53) de desviación está abierta
durante todo el tiempo. Bajo estas condiciones, la operación normal
cambia entre la operación en modo de enfriamiento y la operación en
modo de calentamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
En la operación en modo de enfriamiento, la
válvula (23) conmutadora de cuatro vías está en el estado mostrado
con líneas continuas en la Figura 1. El refrigerante descargado
desde el compresor (21) fluye hacia el separador (22) de aceite,
pasa a través de la válvula (23) conmutadora de cuatro vías, y a
continuación, intercambia calor con el aire del exterior por medio
del intercambiador de calor (24) de exterior, siendo condensado. El
refrigerante condensado pasa a través de la válvula (25) de
expansión de exterior, circula a través del conducto (60) de
comunicación del lado del líquido, y después, intercambia calor con
el aire del interior mediante el intercambiador de calor (33) de
interior, al ser evaporado. El refrigerante evaporado circula a
través del conducto (70) de comunicación del lado del gas y pasa a
través de la válvula (23) conmutadora de cuatro vías y por el
conducto (54) de desviación, para ser retornado al lado de succión
del compresor (21).
Por otra parte, en la operación en modo de
calentamiento, la válvula (23) conmutadora de cuatro vías está en el
estado mostrado con líneas discontinuas en la Figura 1. El
refrigerante descargado desde el compresor (21) circula hacia el
separador (22) de aceite, pasa a través de la válvula (23)
conmutadora de cuatro vías y del conducto (70) de comunicación del
lado del gas, y a continuación intercambia calor con el aire del
interior mediante el intercambiador de calor (33) de interior, al
ser condensado. El refrigerante condensado circula a través del
conducto (60) de comunicación del lado del líquido, pasa a través de
la válvula (25) de expansión de exterior, y después, intercambia
calor con el aire del exterior por medio del intercambiador de calor
(24) de exterior, al ser evaporado. El refrigerante evaporado pasa a
través de la válvula (23) conmutadora de cuatro vías y del conducto
(54) de desviación, para ser devuelto al lado de succión del
compresor (21).
Según se ha descrito en lo que antecede, durante
la operación de limpieza del acondicionador de aire mencionado
anteriormente, el líquido que contiene el aceite mineral y las
materias extrañas y que permanece en el conducto (60) de
comunicación existente del lado del líquido y en el conducto (70) de
comunicación existente del lado del gas, es empujado y se hace
circular mediante el refrigerante que fluye por el circuito (10)
para refrigerante, para ser recuperado en el contenedor (40) de
recuperación. Se debe apreciar que, durante la operación de
limpieza, es posible realizar la operación en seco en la que el
refrigerante que circula a través del conducto (70) de comunicación
del lado del gas está en fase vapor solamente, o realizar la
operación en mojado en la que el refrigerante que circula por el
conducto (70) de comunicación del lado del gas está en las dos fases
de líquido y vapor.
En el acondicionador de aire mencionado
anteriormente, la unidad (20) de exterior está dispuesta a un nivel
superior que la unidad (30) de interior. En ese caso, el conducto
(60) de comunicación del lado del líquido y el conducto (70) de
comunicación del lado del gas, están dispuestos en dirección
perpendicular. Durante la operación de limpieza del acondicionador
de aire así dispuesto, el refrigerante líquido circula en sentido
descendente a través del conducto (60) de comunicación del lado del
líquido, mientras que el refrigerante gaseoso circula
ascendentemente a través del conducto (70) de comunicación del lado
del gas.
En el acondicionador de aire de acuerdo con la
presente realización, la capacidad del compresor (21) durante la
operación de limpieza se establece de modo que el número Fr de
Froude es mayor de 1. Bajo esa condición, la fuerza inercial del
refrigerante gaseoso que fluye a través del conducto (70) de
comunicación del lado del gas es mayor que la gravedad que actúa
sobre el líquido que contiene el aceite mineral y las materias
extrañas, y que permanece en el conducto (70) de comunicación del
lado del gas. En otras palabras, la fuerza resultante que afecta al
líquido que contiene el aceite mineral y las materias extrañas se
vuelve ascendente en la porción que se extiende perpendicularmente
del conducto (70) de comunicación del lado del gas. Por
consiguiente, el líquido que contiene el aceite mineral y las
materias extrañas es empujado hacia arriba por el refrigerante
gaseoso, incluso por la porción que se extiende perpendicularmente
del conducto (70) de comunicación del lado del gas. De esta manera,
el líquido que contiene el aceite mineral y las materias extrañas y
que permanece en el conducto (70) de comunicación existente del lado
del gas, es extraído desde el conducto (70) de comunicación
existente del lado del gas mediante la operación de limpieza. A
continuación, el líquido que contiene el aceite mineral y las
materias extrañas extraídos del conducto (70) de comunicación del
lado del gas, es recuperado de forma segura en el contenedor (40) de
recuperación.
El antiguo refrigerante y el aceite mineral del
aceite de la máquina de refrigeración en relación con el antiguo
refrigerante, han sido disueltos cada uno en el otro para que
circulen a través del conducto (60) de comunicación del lado del
líquido, mientras que las materias extrañas se hacen circular con el
antiguo refrigerante en fase líquida. Por lo tanto, la cantidad de
aceite mineral y de materias extrañas que permanece en el conducto
(60) de comunicación del lado del líquido, es muy pequeña. Además,
el refrigerante líquido circula en sentido descendente a través del
conducto (60) de comunicación del lado del líquido durante la
operación de limpieza. Por consiguiente, el aceite mineral y las
materias extrañas que permanecen en el conducto (60) de comunicación
del lado del líquido, son empujados y se hace que circulen en
dirección descendente por medio del refrigerante líquido. Bajo estas
circunstancias, cuando se tiene en cuenta el número Fr de Froude en
el conducto (70) de comunicación del lado del gas, el aceite mineral
y las materias extrañas pueden ser extraídas con seguridad también a
partir del conducto (60) de comunicación del lado del líquido.
En el acondicionador de aire conforme a la
presente realización, la capacidad del compresor (21) durante la
operación de limpieza se establece de modo que el número Fr de
Froude en el conducto (70) de comunicación del lado del gas sea
mayor de 1. La razón por la que se establece de ese modo, será
descrita con referencia a la Figura 2.
En la Figura 2, el eje de abscisas indica el
número Fr de Froude expresado por medio de la Expresión 1, mientras
que el eje de ordenadas indica una relación de cantidad residual. La
relación de cantidad residual significa una relación de una cantidad
de aceite mineral y de materias extrañas que permanecen en el
conducto (60) de comunicación del lado del líquido y en el conducto
(70) de comunicación del lado del gas después de una operación de
limpieza de una a tres horas, con respecto a un valor estándar, en
la que el valor estándar es una cantidad tolerable de aceite mineral
y de materias extrañas que permanecen en el conducto (60) de
comunicación del lado del líquido y en el conducto (70) de
comunicación del lado del gas.
Según se muestra en la Figura 2, la relación de
cantidad residual disminuye según se hace más grande el número Fr de
Froude en una gama en la que el número de Froude es mayor de 1. Por
ello, la diferencia entre la fuerza inercial del refrigerante
gaseoso y la gravedad que actúa sobre el líquido que contiene el
aceite mineral y las materias extrañas se hace más grande según se
hace más grande el número Fr de Froude, de modo que se incrementa la
fuerza que recibe el líquido que contiene el aceite mineral y las
materias extrañas desde el refrigerante gaseoso. Además, el
gradiente de la relación de cantidad residual respecto al número Fr
de Froude, se hace todavía más grande en la gama en la que el número
Fr de Froude es de 1,4 o mayor, y la relación de cantidad residual
se hace 1, o más pequeña, en la gama en la que el número Fr de
Froude es 1,5 o mayor. Además, la relación de cantidad residual se
vuelve de aproximadamente 0,3 en el punto en el que el número Fr de
Froude es de 1,6, y la relación de cantidad residual disminuye muy
suavemente en la gama en la que el número de Froude es de 1,6 o
mayor.
De esta manera, en la gama en la que el número
de Froude está comprendido entre 1 y 1,5, la relación de cantidad
residual tras la realización de la operación de limpieza durante una
a tres horas, se hace mayor que 1. En otras palabras, después de la
operación de limpieza, una cantidad de aceite mineral y de materias
extrañas mayor que la cantidad tolerable, permanece en el conducto
(60) de comunicación del lado del líquido y en el conducto (70) de
comunicación del lado del gas. Sin embargo, si la operación de
limpieza se realiza durante más tiempo, la relación de cantidad
residual puede ser reducida a 1 o menos, consiguiendo una reducción
de la cantidad de aceite mineral y de materias extrañas que
permanecen en el conducto (60) de comunicación del lado del líquido
y en el conducto (70) de comunicación del lado del gas hasta una
cantidad menor que la cantidad tolerable.
En vista de lo anterior, la capacidad del
compresor (21) se establece de modo que el número Fr de Froude sea
menor de 1. Además, resulta deseable establecer la capacidad del
compresor (21) de modo que el número Fr de Froude sea de 1,5 o
mayor, y lo más deseable es establecerlo de modo que el número Fr de
Froude sea de aproximadamente 1,6.
Mientras tanto, durante la operación de limpieza
mencionada anteriormente, la capacidad del compresor (21) se
establece de modo que el límite superior del número Fr de Froude es
de 120. También, bajo la condición de que la capacidad del compresor
(21) sea establecida de modo que el número Fr de Froude sea de 1,5 o
mayor, la operación de limpieza para el conducto (60) de
comunicación existente del lado del líquido y para el conducto (70)
de comunicación existente del lado del gas para reducir la relación
de cantidad residual a 1 o menos, puede ser completada dentro de un
período de una a tres horas incluso en el caso de condiciones
operativas tales que la condición del aire del exterior y similares
sean diferentes.
Mientras tanto, la capacidad del compresor (21)
durante la operación de limpieza se establece de antemano en la
etapa de diseño del acondicionador de aire, de modo que el número Fr
de Froude sea mayor de 1 incluso bajo la condición más severa que
pueda ser asumible. La condición más severa consiste en una
condición operativa en la que la densidad d_{g} del refrigerante
gaseoso en el conducto (70) de comunicación del lado del gas sea la
más pequeña, mientras que la d_{l} del refrigerante líquido del
conducto (70) de comunicación del lado del gas es la más grande
entre las condiciones operativas asumibles. Además, como valor de la
densidad d_{l} del refrigerante líquido, se utiliza el valor más
grande de las densidades de los componentes líquidos que puedan
existir en el conducto (70) de comunicación del lado del gas. El
valor de la densidad d_{l} así establecido se hace necesariamente
más grande que la densidad del refrigerante líquido que exista en el
conducto (70) de comunicación del lado del gas. Cuando se opera el
compresor (21), con una capacidad durante la operación de limpieza
establecida de la manera mencionada anteriormente, el número Fr de
Froude en el conducto (70) de comunicación del lado del gas se hace
con seguridad mayor de 1, de modo que el refrigerante líquido del
conducto (70) de comunicación del lado del gas es empujado, y se
hace circular, mediante el refrigerante gaseoso con seguridad.
Mientras tanto, los valores de la densidad
d_{g} del refrigerante gaseoso y de la densidad d_{l} del
refrigerante líquido varían dependiendo de la temperatura y de la
presión. Desde ese punto de vista, el acondicionador de aire
conforme a la presente realización corrige el valor establecido
predeterminado de capacidad del compresor (21) en la operación de
limpieza, teniendo en cuenta los valores realmente medidos y los
valores estimados de la temperatura y de la presión en el momento en
que se lleva a cabo la operación de limpieza real.
Se debe apreciar que es posible que la capacidad
del compresor (21) que resulta adecuada para la operación de
limpieza, se almacena para cada una de la pluralidad de condiciones
operativas, y la capacidad adecuada para una condición operativa en
la operación de limpieza real se elige entre una pluralidad de
valores establecidos almacenados. En este caso, se realizan pruebas
bajo las diversas condiciones operativas durante la etapa de diseño
del acondicionador de aire, con el fin de determinar la capacidad
del compresor (21) que permite una limpieza segura del conducto (70)
de comunicación del lado del gas mediante la operación de limpieza
bajo cada condición operativa, y los valores determinados se
almacenan en el acondicionador de aire.
En la presente realización, la capacidad del
compresor (21) durante la operación de limpieza se establece en base
al número Fr de Froude. De manera detallada, la capacidad del
compresor (21) durante la operación de limpieza se establece
teniendo en cuenta el número Fr de Froude que expresa la relación
entre la gravedad que actúa sobre el líquido en el conducto (70) de
comunicación del lado del gas, y la fuerza inercial del refrigerante
gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del
lado del gas.
El antiguo refrigerante y el aceite mineral del
aceite de la máquina de refrigeración están disueltos cada uno en el
otro, para fluir a través del conducto (60) de comunicación del lado
del líquido, mientras que las materias extrañas se hacen fluir con
el antiguo refrigerante en fase líquida. Por lo tanto, la cantidad
de aceite mineral y de materias extrañas que permanecen en el
conducto (60) de comunicación del lado del líquido, es muy pequeña.
El refrigerante líquido que circula a través del conducto (60) de
comunicación del lado del líquido tiene una gravedad específica
mayor que la del refrigerante gaseoso que circula a través del
conducto (70) de comunicación del lado del gas, y la fuerza inercial
del refrigerante líquido es mayor que la fuerza inercial del
refrigerante gaseoso. En consecuencia, si el aceite mineral y las
materias extrañas que permanecen en el conducto (70) de comunicación
del lado del gas pueden ser empujadas y hacerlas circular, el aceite
mineral y las materias extrañas que permanecen en el conducto (60)
de comunicación del lado del líquido pueden ser también empujadas y
hechas circular.
Por consiguiente, cuando la capacidad del
compresor (21) se establece en base al número Fr de Froude en
relación con el refrigerante líquido y gaseoso en el conducto (70 )
de comunicación del lado del gas, el líquido que contiene el aceite
mineral y las materias extrañas y que permanece en el conducto (60)
de comunicación del lado del líquido y en el conducto (70) de
comunicación del lado del gas, puede ser empujado y hacerlo circular
mediante el refrigerante para ser recuperado en el contenedor (40)
de recuperación. De ahí que, de acuerdo con la presente invención,
la cantidad residual de aceite mineral y de materias extrañas que
permanecen en el conducto (60) de comunicación existente del lado
del líquido y en el conducto (70) existente del lado del gas, puede
ser reducida de forma segura mediante la operación de limpieza,
obviando las inconveniencias causadas por la existencia del aceite
mineral.
En la presente realización, también, la
capacidad del compresor (21) durante la operación de limpieza se
establece de tal modo que el número Fr de Froude sea mayor de 1.
Bajo esta condición, la fuerza inercial del refrigerante gaseoso que
circula a través del conducto (70) de comunicación del lado del gas
se hace más grande que la gravedad que actúa sobre el líquido que
contiene el aceite mineral y las materias extrañas, y que permanece
en el conducto (70) de comunicación del lado del gas, para provocar
que el refrigerante gaseoso empuje en sentido ascendente al líquido
que contiene el aceite mineral y las materias extrañas incluso en la
porción que se extiende perpendicularmente del conducto (70) de
comunicación del lado del gas. Con ello, de acuerdo con la presente
realización, la cantidad residual de aceite mineral y de materias
extrañas presentes en el conducto (60) de comunicación existente del
lado del líquido y en el conducto (70) de comunicación existente del
lado del gas, puede ser reducida adicionalmente.
Además, cuando la capacidad del compresor (21)
durante la operación de limpieza está establecida de tal modo que el
número Fr de Froude sea de 1,5 o mayor, la fuerza inercial del
refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (70) de
comunicación del lado del gas es de 1,5 veces, o incluso mayor, que
la gravedad que actúa sobre el líquido que contiene el aceite
mineral y las materias extrañas, y que permanece en el conducto (70)
de comunicación del lado del gas, de tal modo que la fuerza del
refrigerante gaseoso para empujar hacia arriba el líquido que
contiene el aceite mineral y las materias extrañas, se incrementa
incluso en la porción que se extiende perpendicularmente del
conducto (70) de comunicación del lado del gas. Por lo tanto, la
operación de limpieza de una a tres horas puede reducir con
seguridad la cantidad residual del aceite mineral y de las materias
extrañas presentes en el conducto (60) de comunicación del lado del
líquido y en el conducto (70) de comunicación del lado del gas.
\vskip1.000000\baselineskip
En la realización 1, se ha previsto un compresor
(21), y la frecuencia de salida del inversor se ajusta para
establecer la capacidad del compresor (21). Junto a lo anterior, es
posible que se proporcione una pluralidad de compresores (21), y que
el número de compresores (21) en operación se cambie para establecer
la capacidad de los compresores (21).
Realización
2
Se va a describir la Realización 2 de la
presente invención. En la presente realización, cambia la
constitución del acondicionador de aire de la Realización 1. Aquí,
se va a describir la materia objeto de la presente realización que
sea diferente de la Realización 1.
En la Realización 2 de la presente realización,
la constitución del acondicionador de aire de la Realización 1 ha
sido cambiada. Aquí, se va a describir la materia objeto de la
presente realización que sea diferente de la Realización 1.
El acondicionador de aire de la presente
realización incluye una unidad (20) de exterior y tres unidades (30,
30, 30) de interior. En cualquier caso, el número de unidades (30)
de interior es simplemente un ejemplo. Un circuito (12) de interior
ha sido previsto en cada una de las unidades (30) de interior. Un
circuito (11) de exterior de la unidad (20) de exterior y cada
circuito (12) de interior de las unidades (30) de interior, se han
conectado entre sí por medio del conducto (60) de comunicación
existente del lado del líquido y del conducto (70) de comunicación
del lado del gas, para constituir un circuito (10) para
refrigerante.
En cada circuito (12) de interior de las
unidades (12) de interior, una válvula (32) de expansión de interior
y un intercambiador de calor (33) de interior se han conectado uno
al otro en serie. Cada unidad (30) de interior está dotada de un
ventilador (33a) de interior.
El conducto (60) de comunicación del lado del
líquido está compuesto por un conducto (62) de colector y por tres
conductos (61, 61, 61) de ramificación. El conducto (62) de colector
del conducto (60) de comunicación del lado del líquido está
conectado por un extremo del mismo al circuito (11) de exterior a
través de una válvula (26) de cierre del lado del líquido. También,
el conducto (62) de colector del conducto (60) de comunicación del
lado del líquido se ha conectado a los tres conductos (61, 61, 61)
de ramificación. Los conductos (61, 61, 61) de ramificación del
conducto (60) de comunicación del lado del líquido están conectados
a los circuitos (12) de interior de las unidades (20) de interior
por medio de conectores (31) del lado del líquido,
respectivamente.
El conducto (70) de comunicación del lado del
gas mencionado anteriormente, está constituido por un conducto (72)
de colector, y tres conductos (71, 71, 71) de ramificación. El
conducto (72) de colector del conducto (70) de comunicación del lado
del gas se ha conectado por un extremo del mismo al circuito (11) de
exterior a través de una válvula (26) de cierre del lado del gas.
También, el conducto (72) de colector del conducto (70) de
comunicación del lado del gas se ha conectado a los tres conductos
(71, 71, 71) de ramificación. Los conductos (71, 71, 71) de
ramificación del conducto (70) de comunicación del lado del gas
están conectados a los circuitos (12) de interior de las unidades
(30) de interior por medio de conectores (34) del lado del gas,
respectivamente.
En el acondicionador de aire de acuerdo con la
presente realización, la capacidad del compresor (21) durante la
operación de limpieza se establece en base al número Fr de Froude
expresado mediante la Expresión 1, al igual que en la Realización 1.
En cualquier caso, la definición de U, D, d_{g} y d_{l} difiere,
en la presente realización, de la proporcionada en la Realización 1.
Específicamente, U es la velocidad del refrigerante gaseoso que
circula a través del conducto (72) de colector del conducto (70) de
comunicación del lado del gas. D es el diámetro del conducto (72) de
colector del conducto (70) de comunicación del lado del gas. d_{g}
es la densidad del refrigerante gaseoso que circula a través del
conducto (72) de colector del conducto (70) de comunicación del lado
del gas. d_{l} es la densidad del líquido existente en el conducto
(72) de colector del conducto (70) de comunicación del lado del
gas.
En el caso de que, por ejemplo, la unidad (20)
de exterior esté situada en un tejado de un edificio mientras las
unidades (30) de interior están dispuestas en los respectivos suelos
del interior del edificio, es habitual que los conductos (71, 71,
71) de ramificación del conducto (70) de comunicación del lado del
gas estén dispuestos a los largo de los respectivos techos
horizontalmente, mientras que conducto (72) de colector de los
mismos está dispuesto en dirección perpendicular. Con tal
disposición, el aceite mineral y las materias extrañas pueden ser
extraídos de forma segura desde los conductos (71, 71, 71) de
ramificación teniendo en cuenta el número Fr de Froude en el
conducto (72) de colector del conducto (70) de comunicación del lado
del gas.
En el acondicionador de aire conforme a la
presente realización, la capacidad del compresor (21) durante la
operación de limpieza se establece de modo que el número de Froude
sea mayor de 1. Bajo esta condición, la fuerza inercial del
refrigerante gaseoso que fluye a través del conducto (72) de
colector se hace mayor que la gravedad que actúa sobre el líquido
que contiene el aceite mineral y las materias extrañas, y que
permanece en el conducto (72) de colector del conducto (70) de
comunicación del lado del gas. En otras palabras, la fuerza
resultante que actúa sobre el líquido que contiene el aceite mineral
y las materias extrañas aumenta en el conducto (72) de colector del
conducto (70) de comunicación del lado del gas. En esta conexión, el
líquido que contiene el aceite mineral y las materias extrañas es
empujado hacia arriba por el refrigerante gaseoso incluso por el
conducto (72) de colector extendido perpendicularmente del conducto
(70) de comunicación del lado del gas. De esta manera, el líquido
que contiene el aceite mineral y las materias extrañas, y que
permanece en el conducto (70) de comunicación existente del lado del
gas, es extraído desde el conducto (70) de comunicación existente
del lado del gas mediante la operación de limpieza. A continuación,
el líquido que contiene el aceite mineral y las materias extrañas
que ha sido extraído desde el conducto (70) de comunicación
existente del lado del gas, es recuperado en el contenedor (40) de
recuperación de manera
segura.
segura.
Se observa que la capacidad del compresor (21)
puede ser establecida de modo que el número Fr de Froude sea mayor
de 1 tanto en el conducto (72) de colector como en los conductos
(71, 71, 71) de ramificación del conducto (70) de comunicación del
lado del gas.
En la presente realización, la capacidad del
compresor (21) durante la operación de limpieza se establece
teniendo en cuenta el número Fr de Froude que expresa la relación
entre la gravedad que actúa sobre el líquido del conducto (70) de
comunicación del lado del gas y el refrigerante gaseoso que circula
través del conducto (72) de colector del mismo.
Según se ha descrito en lo que antecede, si se
puede hacer que circulen hacia fuera el aceite mineral y las
materias extrañas que permanecen en el conducto (70) de comunicación
del lado del gas, el aceite mineral y las materias extrañas que
permanecen en el conducto (60) de comunicación del lado del líquido
pueden hacerse también circular hacia fuera. En consecuencia, cuando
la capacidad del compresor (21) se establece en base al número Fr de
Froude con relación al refrigerante líquido y gaseoso del conducto
(72) de colector del conducto (70) de comunicación del lado del gas,
el líquido que contiene el aceite mineral y las materias extrañas y
que permanece en el conducto (60) de comunicación del lado del
líquido y en el conducto (72) de colector y en los conductos (71,
71, 71) de ramificación del conducto (70) de comunicación del lado
del gas, puede ser empujado y hacerlo circular mediante el
refrigerante de forma segura, para ser recuperado en el contenedor
(40) de recuperación. Por ello, de acuerdo con la presente
invención, la cantidad residual de aceite mineral y de materias
extrañas del conducto (60) de comunicación existente del lado del
líquido y del conducto (70) de comunicación existente del lado del
gas, puede ser reducida con seguridad mediante la operación de
limpieza, incluso en el caso de que la pluralidad de
intercambiadores de calor (33) de interior estén conectados al
aparato de refrigeración eliminando las inconveniencias causadas en
virtud de la existencia del aceite mineral.
Según se ha descrito en lo que antecede, la
presente invención está relacionada con un aparato de refrigeración
conectado a conductos de comunicación existentes, y resulta útil
para llevar a cabo la operación de limpieza de los conductos de
comunicación.
Claims (6)
1. Un procedimiento para extraer el aceite de
una máquina de refrigeración con relación a un refrigerante antiguo
desde un conducto (60) de comunicación existente del lado del
líquido y un conducto (70) de comunicación existente del lado del
gas, conectando un intercambiador de calor (33) del lado del usuario
a un circuito (11) del lado de la fuente de calor de un aparato de
refrigeración que está equipado con un compresor (21) y un
intercambiador de calor (24) del lado de la fuente de calor,
operando el compresor (21) en una operación de limpieza, estando el
procedimiento caracterizado por las etapas de:
- -
- Determinar la velocidad de un refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del lado del gas;
- -
- Determinar el número Fr de Froude expresado mediante la expresión Fr = (d_{g}/d_{l}) x (U^{2}/gD), donde U es la velocidad de un refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del lado del gas, D es el diámetro interno del conducto (70) de comunicación del lado del gas, d_{g} es la densidad del refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (70) de comunicación del lado del gas, d_{l} es la densidad de un líquido existente en el conducto (70) de comunicación del lado del gas, y g es la aceleración de la gravedad, y
- -
- Establecer la condición operativa durante la operación de limpieza en base al número de Froude determinado.
2. Un procedimiento para extraer el aceite de la
máquina de refrigeración con relación a un refrigerante antiguo
desde un conducto (60) de comunicación existente del lado del
líquido y un conducto (70) de comunicación existente del lado del
gas, conectando un intercambiador de calor (33) del lado del usuario
a un circuito (11) del lado de la fuente de calor de un aparato de
refrigeración que está dotado de un compresor (21) y de un
intercambiador de calor (24) del lado de la fuente de calor,
operando el compresor (21) durante una operación de limpieza, en el
que el conducto (70) de comunicación del lado del gas que está
conectado al circuito (11) del lado de la fuente de calor del
aparato para refrigerante está compuesto por una pluralidad de
conductos (71) de ramificación conectados respectivamente a la
pluralidad de intercambiadores de calor del lado del usuario, y un
conducto (72) de colector al que están conectados la pluralidad de
conductos (71) de ramificación, estando el procedimiento
caracterizado por las etapas de:
- -
- Determinar la velocidad de un refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (72) colector del conducto (70) de comunicación del lado del gas;
- -
- Determinar el numero Fr de Froude expresado mediante la expresión Fr = (d_{g}/d_{l}) x (U^{2}/gD), donde U es la velocidad de un refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (72) colector del conducto (70) de comunicación del lado del gas, D es el diámetro interno del conducto (72) colector, d_{g} es la densidad del refrigerante gaseoso que circula a través del conducto (72) colector, d_{l} es la densidad de un líquido existente en el conducto (72) colector, y g es la aceleración de la gravedad, y
- -
- Establecer la condición operativa durante la operación de limpieza en base al número de Froude determinado.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2,
que comprende además la etapa de recuperar el aceite de la máquina
de refrigeración extraído, en un contenedor (40) de recuperación que
ha sido previsto en el lado de succión del compresor (21) en el
circuito (11) del lado de la fuente de calor.
4. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la condición operativa durante la
operación de limpieza se establece de modo que el número de Froude
sea mayor que 1.
5. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la condición operativa durante la
operación de limpieza se establece de modo que el número de Froude
sea 1,5 o mayor.
6. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que el refrigerante con que se rellena
el circuito (11) del lado de la fuente de calor consiste en una
mezcla de refrigerante que contiene R32, o en un refrigerante
natural.
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