ES2609986T3 - Circuito de enfriamiento, instalación de enfriamiento en seco y método para controlar el circuito de enfriamiento - Google Patents

Circuito de enfriamiento, instalación de enfriamiento en seco y método para controlar el circuito de enfriamiento Download PDF

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Abstract

Circuito de enfriamiento que se equipa con un refrigerante, un compresor (3), un condensador (5) y combinaciones de válvula de expansión (7)-evaporador (8) montadas en paralelo en el circuito de enfriamiento donde los evaporadores (8) forman parte de unos intercambiadores de calor separados (11), donde las salidas de los evaporadores respectivos (8) se conectan a un tubo colector (9) que se conecta con una entrada del compresor (3) anteriormente mencionado, donde este circuito de enfriamiento (2) comprende una unidad de control (18) que se conecta al menos a un sensor de temperatura (24) y al menos un sensor de presión (23) que se colocan en el tubo colector (9) anteriormente mencionado y que también se conecta a las válvulas de expansión (7, 7A, 7B) anteriormente mencionadas para controlar las misma; donde la unidad de control (18) dispone de un algoritmo para controlar conjuntamente las válvulas de expansión (7, 7A, 7B) sobre la base de las señales de medición proporcionadas por el sensor de temperatura (24) anteriormente mencionado y sensor de presión (23), para controlar el sobrecalentamiento en el tubo colector (9) anteriormente mencionado, donde los evaporadores (8) forman la sección primaria de los intercambiadores de calor separados (11) que cada uno también comprende una sección secundaria (13); y la unidad de control (18) anteriormente mencionada se conecta con medios de medición (17) para la determinación de la temperatura de gas más baja (LAT) de las secciones secundarias (13) de cada uno de los intercambiadores de calor (11) anteriormente mencionados caracterizado por el hecho de que esta unidad de control (18) comprende un algoritmo para controlar las temperaturas de gas más bajas (LAT) de los intercambiadores de calor separados (11) según el mismo valor asignado, por el control separado de las válvulas de expansión respectivas (7, 7A, 7B) de cada intercambiador de calor respectivo (11).

Description

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DESCRIPCION
Circuito de enfriamiento, instalacion de enfriamiento en seco y metodo para controlar el circuito de enfriamiento
[0001] La presente invencion se refiere a un circuito de enfriamiento, una instalacion de secado en frio, y un metodo para controlar un circuito de enfriamiento.
[0002] Generalmente el agua tiene que ser eliminado del gas comprimido, tal como aire comprimido, antes de ser suministrado a una red neumatica debido a que la humedad en el gas puede ser nociva para los componentes y herramientas en la red neumatica, dado que la humedad puede llevar a la corrosion o a la acumulacion de agua en las herramientas que no estan disenadas para ello.
[0003] Una tecnica conocida para el secado del gas es conocida como secado en frio, y esta tecnica se basa en el principio de que al enfriar el gas, la humedad es evacuada del gas que es saturado o parcialmente saturado con agua, debido a que la humedad se condensa y se elimina como agua condensada, despues de lo cual el gas se calienta nuevamente de modo que ya no se satura y por tanto se seca.
[0004] Con el secado en frio se usa un dispositivo que esencialmente consiste en un circuito de enfriamiento cerrado que comprende un refrigerante que se puede conducir alrededor del circuito por uno o mas compresor(es) paralelo(s), y que comprende ademas, sucesivamente en la direccion de flujo del refrigerante, un condensador que de conecta a la salida del compresor; una valvula de expansion seguida por un evaporador que se conecta a la entrada del(los) compresor(es) anteriormente mencionado(s), donde el evaporador forma la seccion primaria de un intercambiador de calor, y este intercambiador de calor tambien comprende una seccion secundaria a traves de la cual el gas que debe ser secado es guiado.
[0005] Por evaporacion entera o parcial del refrigerante en el evaporador, como se conoce, el calor es extrafdo desde el gas que debe ser secado que fluye a traves de la seccion secundaria, donde este gas que debe ser secado es enfriado de manera que el condensado se libera y se puede separar, despues de lo cual el gas es posteriormente secado calentando el mismo nuevamente.
[0006] Para prevenir danos en el(los) compresor(es), ningun lfquido refrigerante puede entrar porque el refrigerante lfquido puede danar la camara de compresion y tambien puede ocupar el sitio del aceite en el compresor, causando un desgaste acelerado o el soporte puede detenerse.
[0007] Por esta razon, y con observancia de un margen de seguridad, generalmente se asegura que el refrigerante en la salida del evaporador sea ligeramente sobrecalentado con una temperatura de sobrecalentamiento de aproximadamente 5°C por ejemplo.
[0008] Sobrecalentamiento significa que la temperatura del refrigerante en una posicion determinada es superior a la temperatura de condensacion, donde la presion del vapor del refrigerante es igual a la presion en el circuito de enfriamiento en la misma posicion.
Esta presion no es constante, y por tanto tampoco lo es dicha temperatura de condensacion.
[0009] La extension del sobrecalentamiento debe ser limitada debido a que cuanto mayor es la temperatura promedio en la seccion primaria del intercambiador de calor, inferior es la capacidad de intercambio de calor, ya que la temperatura en la salida del evaporador se vuelve mas alta.
[0010] Con una temperatura mas alta del refrigerante la eficiencia de energfa del(los) compresor(es) es tambien inferior, y hay un riesgo de que se excedan los Kmites del diseno para la temperatura en la salida del(los) compresor(es).
[0011] Para controlar la extension del sobrecalentamiento, generalmente la valvula de expansion de un evaporador se controla para una extension limitada del sobrecalentamiento en la salida del evaporador.
Si la extension del sobrecalentamiento llega a ser mayor que un determinado valor objetivo, la valvula de expansion se abre de manera que entra mas refrigerante en el evaporador y el sobrecalentamiento se reduce.
Si el sobrecalentamiento es inferior al valor objetivo anteriormente mencionado, la valvula de expansion se controla en la direccion opuesta y por tanto, en otras palabras, se cierra.
[0012] Especialmente para instalaciones de secado en frio con una alta capacidad, es deseable dividir el circuito de enfriamiento en varios subcircuitos paralelos y funcionar con mas de un intercambiador de calor.
[0013] La razon principal para ello es que los intercambiadores de calor solo pueden ser construidos por un precio razonable hasta una determinada capacidad de intercambio de calor, y tambien que los intercambiadores de calor grandes generalmente no presentan un funcionamiento optimo porque una buena distribucion de refrigerante sobre el(los) intercambiador(es) de calor es diffcil de conseguir.
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[0014] En este caso puede haber varios intercambiadores de calor, cada uno con su propia valvula de expansion, seccion primaria y seccion secundaria, colocados en paralelo.
Los diversos subflujos del gas que debe ser secado que fluyen a traves de las secciones secundarias respectivas de los intercambiadores de calor, normalmente, pero no necesariamente, vuelven juntos nuevamente tras el enfriamiento.
En la practica los caudales a traves de los diversos circuitos secundarios son aproximadamente iguales entre sf.
[0015] El control del sobrecalentamiento es problematico por ello, debido a que el control de una valvula de expansion, para controlar el sobrecalentamiento en la salida del evaporador que le pertenece, tiene efectos en los caudales refrigerantes a traves de las otras valvulas de expansion, y por tanto la extension del sobrecalentamiento en los otros evaporadores que pertenecen a estas valvulas de expansion.
[0016] Como resultado se obtiene una situacion de control inestable que lleva a un nivel de fluctuacion del sobrecalentamiento y temperaturas de fluctuacion en la salida de las secciones secundarias de los intercambiadores de calor.
Estas temperaturas, que son tambien llamadas temperatura del aire mas baja o "LAT" de un intercambiador de calor, pueden tambien presentar variaciones mutuas.
Tambien es posible una situacion desigual estable con valores de LAT individuales que difieren del punto establecido.
[0017] El gas, enfriado en los diversos circuitos secundarios, por tanto tiene una temperatura variable en el tiempo que tampoco es la misma en los diversos circuitos secundarios.
[0018] La situacion inestable tiene un impacto negativo en la temperatura que debe ser alcanzada por el gas que debe ser secado en las secciones secundarias de los intercambiadores de calor, porque una LAT demasiado alta en un circuito secundario no se puede compensar por una LAT inferior en otro circuito secundario.
Esto se debe al hecho de que la LAT deseada esta tfpicamente unos pocos grados por encima del punto de congelacion del agua, y por tanto una LAT individual no puede ser normalmente inferior a un valor objetivo para evitar el riesgo de congelacion.
[0019] Con un numero relativamente pequeno de evaporadores, por ejemplo, cuatro, y con una seleccion de refrigerantes especficos, el problema de control se limita en la practica, pero de hecho se puede medir.
[0020] Con una eleccion amplia de refrigerantes y mas de cuatro evaporadores, por ejemplo, sin embargo, este problema previene la aplicacion concreta de instalaciones de secado en frio con evaporadores paralelos.
[0021] Un ejemplo de una instalacion de refrigeracion se puede encontrar en JP H05 79,721 A, a nombre de Matsushita Seiko KK, que describe un sistema de aire acondicionado que controla el caudal refrigerante conforme a las capacidades requeridas.
Dicho sistema comprende una pluralidad de unidades interiores conectadas a una unidad exterior, una pluralidad de valvulas de expansion proporcionadas en los tubos de conexion entre las unidades interiores y la unidad exterior, ello significa transmitir las capacidades requeridas de las unidades interiores, una unidad de procesamiento y una unidad de control para controlar la apertura de la pluralidad de valvulas de expansion electrica.
[0022] Otros ejemplos se pueden encontrar en US 2009/133,416 A, a nombre de Hill Phoenix Inc., JP H07 120,091 A, a nombre de Toshiba Ave KK, US 2004/206,094 A, a nombre de Ebara Corporation, JP H01 127,859 A, a nombre de Mitsubishi Electric Corp, US 6,715,304 B, a nombre de Wycoff Lyman W, y en WO 2006/011,789 A, a nombre de Bonte Antonie.
[0023] El objetivo de la presente invencion es proporcionar una solucion a una o mas de las desventajas anteriormente mencionadas y otras mediante un circuito de enfriamiento que se equipa con un refrigerante, un compresor, un condensador y combinaciones de valvula de expansion-evaporador montadas en paralelo en el circuito de enfriamiento donde los evaporadores forman parte de unos intercambiadores de calor separados y donde las salidas de los evaporadores respectivos se conectan a un tubo colector que se conecta con una entrada del compresor anteriormente mencionado, donde este circuito de enfriamiento comprende una conexion de control a las valvulas de expansion anteriormente mencionadas, y donde la unidad de control dispone de un algoritmo para controlar conjuntamente las valvulas de expansion sobre la base de senales de medicion procedentes del sensor de temperatura y sensor de presion anteriormente mencionados, para controlar el sobrecalentamiento en el tubo colector anteriormente mencionado, donde los evaporadores forman la seccion primaria de los intercambiadores de calor separados que cada uno tambien comprende una seccion secundaria; y la unidad de control anteriormente mencionada se conecta a medios de medicion para la determinacion de la temperatura de gas mas baja de las secciones secundarias de cada uno de los intercambiadores de calor anteriormente mencionados y que esta unidad de control comprende un algoritmo para controlar las temperaturas de gas mas bajas de los intercambiadores de calor separados segun el mismo valor objetivo, por el control separado de las valvulas de expansion respectivas de cada intercambiador de calor respectivo.
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[0024] Esto difiere de un circuito de enfriamiento convencional donde el sobrecalentamiento se controla para cada evaporador.
Con un circuito de enfriamiento segun la invencion, no se tiene en cuenta el sobrecalentamiento individual despues de los evaporadores.
[0025] Esto tiene la ventaja de que un funcionamiento estable del circuito de enfriamiento es obtenido por la presente, sin "descontrol" del control, de manera que la calidad del gas seco en cuanto a contenido de humedad y su constancia, y la vida del circuito de enfriamiento, son mejoradas.
[0026] Otra ventaja es que, gracias a la invencion, un circuito de enfriamiento se puede equipar con un gran numero de evaporadores colocados en paralelo, de manera que se pueden construir instalaciones mayores de las que habfa previamente, y tambien que se pueden construir instalaciones con una capacidad correspondiente a las instalaciones superiores presentes de forma mas rentable.
[0027] Debido a un control directo de la temperatura en la entrada del compresor, los compresores son muy bien protegidos contra el exceso de la temperatura del diseno y contra la contaminacion del aceite que resultaria en una perdida de las propiedades de lubricacion.
[0028] Una ventaja es tambien que se necesitan menos sensores de presion y temperatura en un circuito de enfriamiento segun la invencion.
Esto reduce el coste y la complejidad.
[0029] El mecanismo de control para controlar la LAT de los intercambiadores de calor separados segun el mismo valor objetivo, que es preferiblemente igual al promedio de los valores de LAT de los intercambiadores de calor individuales, tiene las ventajas de que las temperaturas de los flujos de gas desde las secciones secundarias son iguales, de manera que el promedio de los valores de LAT de los intercambiadores de calor puede ser igual o muy proximo a su temperatura objetivo, de manera que un bajo contenido de humedad del gas que debe ser secado puede ser obtenido.
[0030] La invencion tambien se refiere a una instalacion de secado en frio para gases que comprende un circuito de enfriamiento anteriormente descrito, los intercambiadores de calor cuyos evaporadores se incorporan en el circuito de enfriamiento, un tubo de entrada para gases conectado a un intercambiador de calor, y un tubo de salida conectado a un intercambiador de calor para gases.
[0031] La invencion tambien se refiere a un metodo para controlar un circuito de enfriamiento que comprende un refrigerante, un compresor, un condensador y combinaciones de valvula de expansion-evaporador montadas en paralelo en el circuito de enfriamiento, donde los flujos refrigerantes de salida son mezclados entre sf en un flujo refrigerante combinado que es atrafdo por el compresor, y en el cual cada evaporador forma una seccion de un intercambiador de calor separado, donde el sobrecalentamiento del flujo refrigerante combinado se controla segun un valor objetivo determinando el mismo y luego controlando conjuntamente las valvulas de expansion, donde los evaporadores forman la seccion primaria de los intercambiadores de calor separados que cada uno tambien comprende una seccion secundaria a traves de la cual un gas que debe ser secado es guiado; que la temperatura de gas mas baja de cada intercambiador de calor separado se controla segun el mismo valor objetivo controlando cada valvula de expansion por separado sobre la base de una diferencia entre una temperatura de gas mas baja medida del intercambiador de calor perteneciente a la valvula de expansion y el valor objetivo anteriormente mencionado.
[0032] Con la intencion de mostrar mejor las caracteristicas de la invencion, una forma de realizacion preferida de un circuito de enfriamiento segun la invencion y un metodo segun la invencion para controlar un circuito de enfriamiento es descrito de ahora en adelante a modo de ejemplo, sin naturaleza limitativa, con referencia a los dibujos anexos, donde:
La Figura 1 muestra esquematicamente un circuito de enfriamiento segun el estado de la tecnica en una aplicacion de secado en frio;
La Figura 2 muestra un circuito de enfriamiento segun la invencion en la misma aplicacion.
[0033] La Figura 1 muestra una instalacion de secado en frio 1 convencional para el secado en frio de gases que comprende un circuito de enfriamiento con un refrigerante en la misma, que se puede conducir alrededor del circuito por uno o mas compresores conectados en paralelo por un accionamiento mediante un motor 4 o similar.
[0034] La direccion de flujo del refrigerante en el circuito de enfriamiento 2 se indica en el dibujo por las flechas M.
[0035] Ademas el circuito de enfriamiento sucesivamente comprende, en la direccion de flujo del refrigerante, un condensador 5 que se conecta a la salida del(los) compresor(es) 3 y que es enfriado, por ejemplo, mediante un ventilador 6 o por medio de agua; valvulas de expansion controlable 7, 7A, 7B, cada una con un evaporador 8, 8A, 8B conectado a cada una de las mismas.
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Los evaporadores 8, 8A, 8B se colocan en paralelo en el circuito de enfriamiento y sus salidas respectivas son conectadas, por medio de un tubo colector conjunto 9 y un separador de Kquido 10 para cada compresor 3, a la entrada del(los) compresor(es) anteriormente mencionado(s).
[0036] Los lados de las valvulas de expansion respectivas 7, 7A, 7B, que no se conectan a un evaporador respectivo 8, 8A, 8B, son conectados entre sf y se conectan al lado de salida del condensador 5, o en otras palabras al lado del condensador a traves del cual, durante el funcionamiento del circuito de enfriamiento 2, el refrigerante Kquido sale del condensador 5.
[0037] Los intercambiadores de calor 11, 11A, 11B consisten en una seccion de gas/evaporador (8/13, 8A/13A, 8B/13B) y una seccion de gas-gas 12, 12A, 12B.
En el gas/evaporador 8, 8A, 8B forman la seccion primaria de los intercambiadores de calor a traves de los cuales los flujos refrigerantes, y 13, 13A, 13B forman la seccion secundaria a traves de la cual fluye el gas que debe ser secado.
El gas que debe ser secado es suministrado a traves de un tubo de entrada conjunto 14 y tubos de entrada individuales 15, 15A, 15B en la direccion de las flechas L.
[0038] En estos intercambiadores de calor 11, 11A, 11B el gas primero fluye a traves de la seccion de gas/gas 12, 12A, 12B y luego a traves de la seccion secundaria 13, 13A, 13B, donde entra en contacto de calor con el evaporador 8, 8A, 8B para ser asf enfriado.
[0039] Debido al enfriamiento, tiene lugar la condensation del agua en el gas.
El condensado formado por la presente se puede separar en un separador de condensados 16, 16A, 16B.
La temperatura de la corriente de aire en este separador de condensados 16, 16A, 16B se mide por un punto de medicion de temperatura 17, 17A, 17B que se conecta a una unidad de control 18.
[0040] El gas enfriado desprovisto de agua es luego calentado nuevamente en la seccion de gas/gas 12, 12A, 12B de los intercambiadores de calor 11, 11A, 11B y es conducido a traves de los tubos de salida individuales 19, 19A, 19B a un tubo de salida conjunto 20.
[0041] La seccion de gas/gas 12, 12A, 12B anteriormente mencionada de los intercambiadores de calor por la presente forma un intercambiador de calor de recuperation donde el gas caliente que debe ser secado se preenfria por gas ya enfriado en la seccion secundaria 13, 13A, 13B que ha sido desprovisto de condensado libre y que por tanto es calentado nuevamente.
[0042] En esta instalacion de secado en frio 1 conocida, en la salida de cada evaporador 8, 8A y 8B hay una presion y punto de medicion de temperatura 21,21A, 21B que se conecta a la unidad de control 18.
Tambien es posible que la presion y medicion de temperatura este directamente acoplada a una valvula de expansion mecanica.
[0043] La information de estos puntos de medicion 21, 21A, 21B se usa por la unidad de control 18 o por la valvula individual misma para ajustar la position de las valvulas de expansion respectivas 7, 7A, 7B de manera que la temperatura del refrigerante en la salida de cada evaporador 8, 8A, 8B es tal que el refrigerante es sobrecalentado, de modo que ciertamente no hay mas fase lfquida.
[0044] Es este el caso de que para controlar una determinada valvula de expansion, por ejemplo 7A, solo se usa la informacion desde el punto de medicion 21A perteneciente al evaporador 8A afectado, y que hay por tanto tres circuitos de control separados 22, 22A, 22B.
[0045] El sobrecalentamiento significa que el refrigerante tiene una temperatura mas alta que la temperatura a la que la presion del vapor del refrigerante es igual a la presion, por tanto, la temperatura de condensacion del refrigerante.
[0046] El nivel del sobrecalentamiento se puede expresar como una temperatura de sobrecalentamiento que es igual a la temperatura real del refrigerante menos la temperatura de condensacion del refrigerante.
Esta temperatura de sobrecalentamiento tiene un determinado valor objetivo, por ejemplo 5°C, que es elegido de manera que la evaporation incompleta de lfquido refrigerante es evitada, y tambien que se evita una temperatura de sobrecalentamiento innecesariamente alta con un posible impacto negativo en la vida de los componentes del(los) compresor(es) 3 y en su eficiencia energetica.
[0047] La temperatura de condensacion se mide indirectamente por una medicion de presion.
La temperatura de condensacion a una presion conocida puede despues ser calculada o lefda a partir de una tabla, de manera que a partir de una medicion de presion y temperatura, se puede calcular la temperatura de sobrecalentamiento y controlar la posicion de las valvulas de expansion 7, 7A, 7B sobre la base de la diferencia entre el valor calculado y el valor objetivo de la temperatura de sobrecalentamiento.
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[0048] El punto de condensacion en el tubo de salida conjunta 20 del gas que debe ser secado corresponde a la LAT promedio, segun se mide por los puntos de medicion de temperatura 17, 17A, 17B.
Esta LAT se compara con un valor objetivo sobre la base de que la velocidad del(los) motor(es) de accionamiento 4 del(los) compresor(es) se ajusta si fuera necesario.
De esta manera la capacidad del circuito de enfriamiento 2 se puede adaptar a la capacidad de enfriamiento requerida.
[0049] Una instalacion de secado en frio 1 que se equipa con un circuito de enfriamiento 2 segun la invencion se muestra en la figura 2.
La realization en la base de esta invencion no es evitar la presencia de Kquido refrigerante en el evaporador individual 8, 8A, 8B sea critica, sino evitar la presencia de Kquido refrigerante en la entrada del(los) compresor(es) 3, y con el objetivo en una LAT igual en cada uno de los intercambiadores de calor 11, 11A, 11B.
Esto significa que el refrigerante en un evaporador individual 8, 8A, 8B puede ser totalmente o parcialmente Kquido para que la mezcla no sea sobrecalentada totalmente.
[0050] La instalacion de secado en frio 1 con circuito de enfriamiento 2 segun la invencion, a diferencia de la instalacion de secado en frio 1 conocida, no es necesariamente equipada con un punto de medicion de presion y de temperatura 21,21A, 21B en la salida de cada evaporador 8, 8A, 8B.
Hay de hecho un punto de medicion de presion 23 y un punto de medicion de temperatura 24 en la entrada de un compresor 3, donde este punto de medicion de presion 23 y punto de medicion de temperatura 24 se puede alojar en una unidad de medicion combinada de presion y de temperatura, y un punto de medicion de temperatura 24 se proporciona en la entrada del otro compresor 3.
[0051] El tubo colector debe ser lo suficientemente largo para asegurar la buena mezcla del refrigerante que sale de los diferentes evaporadores 8, 8A, 8B y/o puede ser provisto de medios para mejorar la mezcla, tal como un mezclador estatico u otro.
Si la mezcla es muy intensiva, el tubo colector 9 puede tambien ser muy corto, e in extremis puede incluso estar limitado a solo un punto colector donde los flujos de refrigerante que salen de los evaporadores 8, 8A, 8B concurren.
[0052] El funcionamiento de una instalacion de secado en frio 1 con circuito de enfriamiento 2 segun la invencion es el mismo que la instalacion tradicional con respecto a la circulation, compresion, expansion, enfriamiento y calentamiento del refrigerante.
La manera en que el funcionamiento del circuito de enfriamiento 2 es controlada es diferente y como se describe abajo.
[0053] Como datos de entrada la unidad de control 18 recibe la LAT de cada uno de los intercambiadores de calor separados 11, 11A, 11B y los valores de presion y de temperatura en el tubo colector 9 en la entrada de los compresores 3, donde la temperatura de sobrecalentamiento es calculada.
[0054] Estos datos de entrada se procesan como sigue: la position de todas las valvulas de expansion individuales 7, 7A, 7B, se cambia conjuntamente y en la misma direction, y preferiblemente en la misma extension, cuando se encuentra una diferencia entre la temperatura de sobrecalentamiento y un valor objetivo para la misma, y una temperatura de sobrecalentamiento superior a la deseada conduce a la apertura adicional de todas las valvulas de expansion 7, 7A, 7B, y una temperatura de sobrecalentamiento inferior a la deseada conduce al cierre adicional de todas las valvulas de expansion 7, 7A, 7B.
[0055] De esta manera la apertura promedio de las valvulas de expansion 7, 7A, 7B se ajusta para controlar la temperatura de sobrecalentamiento segun su valor objetivo, y esto independientemente del control de las valvulas de expansion individuales 7, 7A, 7B sobre la base de otros datos de entrada.
[0056] La LAT promedio es tambien calculada.
Sobre la base de esta LAT promedio calculada y los valores de LAT individuales de los intercambiadores de calor respectivos 11, 11A, 11B la posicion de la valvula de expansion 7, 7A, 7B perteneciente a cada intercambiador de calor 11, 11A, 11B es ajustada, y si la LAT individual es superior a la LAT promedio calculada, la valvula de expansion 7,7A, 7B afectada se abre en menor medida y viceversa.
De esta manera las valvulas de expansion separadas 7, 7A, 7B son continuamente controladas con el objetivo de que los valores de LAT individuales se controlen segun el valor de LAT promedio.
[0057] De esta manera, los circuitos de control separados ya no se usan, como tradicionalmente, sino que los circuitos de control de las valvulas de expansion 7, 7A, 7B se conectan entre sf.
[0058] La velocidad del(los) motor(es) 4 se puede ajustar sobre la base de la LAT promedio, de igual modo que con una instalacion tradicional 1.
[0059] Con este fin, es necesario que el controlador de la velocidad del motor comunique con la unidad de control 18, o que estos sean reunidos en una unidad de control combinada.
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[0060] La frecuencia de control optima para la posicion promedio de las valvulas de expansion 7, 7A, 7B para el sobrecalentamiento por una parte, y la posicion individual para la LAT por otra parte, pueden tambien ser determinadas por un experto en la tecnica a partir de las caracteristicas de respuesta de una instalacion de secado en frio individual 1.
[0061] Resulta que para controlar las posiciones separadas de las valvulas de expansion 7, 7A, 7B en las instalaciones de secado en frio 1 con un mayor numero, por ejemplo, ocho, de valvulas de expansion 7, 7A, 7B y
evaporadores 8, 8A, 8B, la funcion siguiente da buenos resultados.
Vn= A.ABS(xn)xn3 + B. xn3 + C.ABS (xn) xn + D.xn
[0062] Donde Vn es la extension a la que la apertura o cierre de la valvula de expansion 7, 7A, 7B con un numero n tiene que ser cambiada, como resultado de una diferencia xn entre la LAT individual en la seccion secundaria respectiva 13, 13A, 13B con numero n por una parte, y la LAT promedio por otra parte definida como LATn -
LAT promedio.
El termino ABS(xn) representa el valor absoluto de xn.
[0063] La invencion no esta limitada a esta funcion especfica, sino que otras funciones son tambien posibles.
[0064] Para controlar las posiciones promedio de las valvulas de expansion 7, 7A, 7B, la funcion siguiente da buenos resultados.
W = E . ABS (y) y3 + F. y3 + G.ABS(y)y + H.y
[0065] Donde W es la extension a la que la apertura o cierre de todas las valvulas de expansion 7, 7A, 7B tienen que ser cambiadas como resultado de la diferencia y entre la temperatura de sobrecalentamiento y su valor objetivo.
[0066] La invencion no esta limitada a esta funcion especfica, sino que otras funciones son posibles tambien.
[0067] Los parametros A, B, C, D, E, F, G, H son ajustables para obtener una buena caracteristica de control, y dependen de la frecuencia de control entre otros.
[0068] Tambien es posible seleccionar otros parametros, dependiendo del signo de las variables xn o y.
Esto puede ser util por ejemplo para el control de la temperatura de sobrecalentamiento, porque un sobrecalentamiento demasiado pequeno es potencialmente una situation de mucho dano que debe ser solventada mas estrictamente que un sobrecalentamiento excesivo, que se considera mas bien indeseable.
[0069] Un control total donde la suma de los ajustes Vn y W para cada valvula de expansion 7, 7A, 7B se calcula y transmite a una frecuencia determinada es posible tambien, en vez de dos ajustes separados Vn y W.
[0070] El uso del circuito de enfriamiento 2 segun la invencion no esta limitado al secado en frio de gases, sino que puede tambien ser utilizado para otras aplicaciones.
[0071] El circuito de enfriamiento 2 mostrado en la figura 2 tiene tres evaporadores paralelos 8, 8A, 8B, cada uno con su propia valvula de expansion 7, 7A, 7B.
Esta claro que lo anterior es solo dado como un ejemplo, y que el numero de combinaciones de valvula de expansion-evaporador 7-8 se pueden expandir segun se desee.
La invencion incluso proporciona una ventaja relativamente superior con un mayor numero de evaporadores paralelos 8, 8A, 8B.
[0072] El circuito de enfriamiento 2 mostrado en la figura 2 tiene dos compresores paralelos 3.
Tal circuito de enfriamiento 2 puede tambien ser construido con numeros diferentes de compresores 3, tal como uno, tres o mas.
[0073] En los dibujos cada intercambiador de calor 11, 11A, 11B se equipa con una seccion primaria y una seccion secundaria, pero un circuito de enfriamiento segun la invencion tambien puede usarse para otros fines distintos del secado en frio, en cuyo caso la presencia de una seccion secundaria de los intercambiadores de calor 11, 11A, 11B no es siempre necesaria.
La invencion por lo tanto no esta limitada en esta manera.
[0074] La presente invencion no esta de ninguna manera limitada a las formas de realization descritas como un ejemplo y mostradas en los dibujos, sino que un circuito de enfriamiento segun la invencion y un metodo para controlar un circuito de enfriamiento se puede realizar en toda clase de variantes, sin apartarse del ambito de la invencion.

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    REIVINDICACIONES
    1. Circuito de enfriamiento que se equipa con un refrigerante, un compresor (3), un condensador (5) y combinaciones de valvula de expansion (7)-evaporador (8) montadas en paralelo en el circuito de enfriamiento donde los evaporadores (8) forman parte de unos intercambiadores de calor separados (11), donde las salidas de los evaporadores respectivos (8) se conectan a un tubo colector (9) que se conecta con una entrada del compresor (3) anteriormente mencionado, donde este circuito de enfriamiento (2) comprende una unidad de control (18) que se conecta al menos a un sensor de temperatura (24) y al menos un sensor de presion (23) que se colocan en el tubo colector (9) anteriormente mencionado y que tambien se conecta a las valvulas de expansion (7, 7A, 7B) anteriormente mencionadas para controlar las misma; donde la unidad de control (18) dispone de un algoritmo para controlar conjuntamente las valvulas de expansion (7, 7A, 7B) sobre la base de las senales de medicion proporcionadas por el sensor de temperatura (24) anteriormente mencionado y sensor de presion (23), para controlar el sobrecalentamiento en el tubo colector (9) anteriormente mencionado, donde los evaporadores (8) forman la seccion primaria de los intercambiadores de calor separados (11) que cada uno tambien comprende una seccion secundaria (13); y la unidad de control (18) anteriormente mencionada se conecta con medios de medicion (17) para la determinacion de la temperatura de gas mas baja (LAT) de las secciones secundarias (13) de cada uno de los intercambiadores de calor (11) anteriormente mencionados caracterizado por el hecho de que esta unidad de control (18) comprende un algoritmo para controlar las temperaturas de gas mas bajas (LAT) de los intercambiadores de calor separados (11) segun el mismo valor asignado, por el control separado de las valvulas de expansion respectivas (7, 7A, 7B) de cada intercambiador de calor respectivo (11).
  2. 2. Circuito de enfriamiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que el sensor de temperatura (24) anteriormente mencionado y el sensor de presion (23) anteriormente mencionado se fijan entre la entrada del compresor (3) y un separador de Kquido (10) que se fija en el tubo colector (9) anteriormente mencionado.
  3. 3. Circuito de enfriamiento segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por el hecho de que el valor objetivo anteriormente mencionado es el promedio de las temperaturas de gas mas bajas determinadas (LAT) de los intercambiadores de calor individuales (10).
  4. 4. Circuito de enfriamiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que las valvulas de expansion (7, 7A, 7B) anteriormente mencionadas son valvulas controladas electronicamente.
  5. 5. Circuito de enfriamiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que se equipa con dos o mas compresores paralelos (3) y que cada compresor (3) dispone de una medicion de temperatura individual (24) que se situa en una derivacion del tubo colector (9) que conduce al compresor (3) afectado.
  6. 6. Instalacion de secado en frio para gases, caracterizada por el hecho de que comprende un circuito de enfriamiento (2) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, comprende intercambiadores de calor (11) cuyos evaporadores (8) se incorporan en el circuito de enfriamiento (2), comprende un tubo de entrada (15) acoplado a un intercambiador de calor (11) para los gases, y comprende un tubo de salida (19) para los gases acoplado a un intercambiador de calor (11).
  7. 7. Metodo para controlar un circuito de enfriamiento (2) que comprende un refrigerante, un compresor (3), un condensador (5) y combinaciones de valvula de expansion (7)-evaporador (8) montadas en paralelo en el circuito de enfriamiento, donde los flujos refrigerantes de salida son mezclados entre sf en un flujo refrigerante combinado que es atrafdo por el compresor (3), donde cada evaporador (8) forma una seccion de un intercambiador de calor separado (11), donde el sobrecalentamiento del flujo refrigerante combinado se controla segun un valor objetivo determinando el mismo y luego controlando conjuntamente las valvulas de expansion (7, 7A, 7B), donde los evaporadores (8) forman la seccion primaria de los intercambiadores de calor separados (11) que cada uno tambien comprende una seccion secundaria (13) a traves de la cual un gas que debe ser secado es guiado; caracterizado por el hecho de que la temperatura de gas mas baja (LAT) de cada intercambiador de calor separado (11) se controla segun el mismo valor objetivo controlando cada valvula de expansion (7, 7A, 7B) por separado sobre la base de una diferencia entre una temperatura de gas mas baja medida (LAT) del intercambiador de calor (11) perteneciente a la valvula de expansion (7, 7A, 7B) y el valor objetivo anteriormente mencionado.
  8. 8. Metodo para controlar un circuito de enfriamiento segun la reivindicacion 7, caracterizado por el hecho de que las valvulas de expansion (7, 7A, 7B) son controladas sobre la base de valores de presion y temperatura medidos en el tubo colector (9).
  9. 9. Metodo segun la reivindicacion 7 o 8, caracterizado por el hecho de que, para controlar el sobrecalentamiento, las posiciones de las valvulas de expansion (7, 7A, 7B) se ajustan en la misma direccion.
  10. 10. Metodo segun la reivindicacion 9, caracterizado por el hecho de que las posiciones de las valvulas de expansion (7, 7A, 7B) se ajustan hasta la misma extension.
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  11. 11. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por el hecho de que, en condiciones de funcionamiento normales, el flujo refrigerante de salida de cada uno de los evaporadores (8, 8A, 8B) es parcialmente gaseoso y parcialmente lfquido.
  12. 12. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por el hecho de que el valor objetivo anteriormente mencionado es el promedio de las temperatures de gas mas bajas determinadas (LAT) de todos los intercambiadores de calor (11).
  13. 13. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado por el hecho de que no se tiene en cuenta el sobrecalentamiento del flujo refrigerante de salida de un evaporador separado (8) en el control de la LAT de un intercambiador de calor (11) segun el valor objetivo.
  14. 14. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado por el hecho de que el control de la temperatura de gas mas baja (LAT) de un intercambiador de calor (11) segun el valor objetivo solo se hace sobre la base de la diferencia entre una temperatura de gas mas baja medida (LAT) del intercambiador de calor (11) perteneciente a la valvula de expansion (7, 7A, 7B) y el valor objetivo anteriormente mencionado.
  15. 15. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado por el hecho de que los evaporadores (8) forman la seccion primaria de los intercambiadores de calor separados (11) que cada uno tambien comprende una seccion secundaria (13) a traves de la cual un gas que debe ser secado es guiado; y que un ajuste requerido de la posicion de cada valvula de expansion separada (7, 7A, 7B) se calcula mediante al menos dos funciones separadas donde la diferencia entre la temperatura de gas mas baja (LAT) del intercambiador de calor (11) perteneciente a una valvula de expansion (7, 7A, 7B) y la temperatura de gas mas baja promedio (LAT), y la diferencia entre el valor objetivo y el valor medido del sobrecalentamiento del flujo refrigerante combinado, respectivamente son las variables independientes.
  16. 16. Metodo segun la reivindicacion 15, caracterizado por el hecho de que, dependiendo del signo de la diferencia entre el valor objetivo y el valor medido del sobrecalentamiento del flujo refrigerante combinado, una funcion diferente se selecciona para calcular el ajuste de la posicion de las valvulas de expansion (7, 7A, 7B) como resultado de esta diferencia.
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