ES2650443T3

ES2650443T3 - Sistema de acondicionamiento de aire

Info

Publication number: ES2650443T3
Application number: ES08252064.4T
Authority: ES
Inventors: Young Hwan Ko; Bum Suk Kim; Man Ho Chun; Sang Kyoung Park
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2028-06-16
Also published as: US20090165481A1; EP2075519A2; EP2075519A3; US8006504B2; EP2075519B1

Abstract

Un sistema de acondicionamiento de aire (100), incluyendo: un condensador (120) para condensar un refrigerante; un evaporador (130) para evaporar el refrigerante que ha pasado a través del condensador; un compresor (110) para comprimir el refrigerante, teniendo el compresor (110) una primera parte de compresión (111) para comprimir el refrigerante que ha pasado a través del evaporador y una segunda parte de compresión (112) para comprimir tanto el refrigerante que ha pasado a través de la primera parte de compresión (111) como un refrigerante inyectado después de bifurcarse del refrigerante que fluye desde el condensador al evaporador; un primer dispositivo de expansión (141) para estrangular el refrigerante introducido desde el condensador; un separador de fase (150) para separar la fase del refrigerante introducido desde el primer dispositivo de expansión (141); un segundo dispositivo de expansión (142) para estrangular el refrigerante líquido procedente del separador de fase (150) y suministrarlo al evaporador; un tubo de inyección (180) a través del que fluye un refrigerante; una válvula de inyección (143) dispuesta en el tubo de inyección; y una unidad de control (200) para determinar si un refrigerante líquido está incluido en el refrigerante inyectado, caracterizado porque la unidad de control (200) está configurada de tal manera que si una tasa de cambio de la temperatura de descarga de la segunda parte de compresión está fuera de una tasa de cambio normal preestablecida de la temperatura de descarga (S3); o una tasa de cambio de la temperatura de lado de entrada del evaporador está fuera de una tasa de cambio normal de la temperatura de evaporador de entrada cuando la tasa de cambio de la temperatura de descarga de la segunda parte de compresión está dentro de la tasa de cambio normal preestablecida (S9); o la diferencia entre una temperatura interior y una temperatura exterior del sistema de acondicionamiento de aire es menos que una temperatura establecida cuando la tasa de cambio de la temperatura de lado de entrada del evaporador está dentro de la tasa de cambio normal (S11); o una tasa de cambio de la corriente aplicada al compresor está fuera de una tasa de cambio normal preestablecida de corriente cuando la diferencia entre la temperatura interior y la temperatura exterior del acondicionador de aire es más grande que la temperatura establecida (S12), la unidad de control (200) determina que un refrigerante líquido está incluido en el refrigerante inyectado y cierra la válvula de inyección (143) durante un primer tiempo establecido (S5), y si el número de veces que está fuera del rango de operación normal excede de un número de veces establecido, la válvula de inyección (143) se cierra durante un segundo tiempo establecido que es más largo que el primer tiempo establecido (S7).

Description

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Mientras tanto, si la diferencia entre la temperatura interior y la temperatura exterior del acondicionador de aire 100 es más grande que la temperatura establecida, la unidad de control 200 detecta la tasa de cambio de corriente aplicada al compresor 110.

Se determina si la tasa de cambio de corriente aplicada al compresor 110 está fuera de una tasa de cambio normal preestablecida de corriente. Es decir, si la corriente aplicada al compresor 110 aumenta más de un valor preestablecido dentro de un tiempo establecido, se determina que se ha producido compresión de líquido y, por ello, el trabajo del compresor ha aumentado. Por lo tanto, la unidad de control 200 cierra la válvula de inyección 143 durante el primer tiempo establecido con el fin de parar temporalmente la inyección de refrigerante.

Posteriormente, cuando se determina que un refrigerante líquido está incluido en un refrigerante inyectado, la unidad de control 200 detiene temporalmente la inyección de refrigerante, evitando por ello que tenga lugar compresión de líquido en el compresor 110.

Mientras tanto, si se determina que un refrigerante líquido está incluido en un refrigerante inyectado, la unidad de control 200 puede reducir la frecuencia del compresor 110 y así reducir la tasa de flujo de descarga del compresor

110. Cuanto más alta es la superficie de flujo del refrigerante líquido en el separador de fase 150, más alta es la posibilidad de que el refrigerante líquido entre en la segunda parte de compresión 112 a través de un tubo de descarga gaseosa y el tubo de inyección 180. Cuando la tasa de flujo de descarga del compresor 110 disminuye, la tasa de flujo del refrigerante introducido al separador de fase 150 disminuye, disminuyendo por ello la superficie de flujo del refrigerante líquido en el separador de fase 150. Por lo tanto, la posibilidad de que el refrigerante líquido sea inyectado a la segunda parte de compresión 112 se puede reducir en gran medida.

Además, la superficie de flujo de líquido en el separador de fase 150 también puede bajarse en el método siguiente. Si se incrementa el grado de abertura de un tubo de descarga de líquido del separador de fase 150 y se reduce el grado de abertura de un tubo de entrada de refrigerante, la cantidad de un refrigerante líquido en el separador de fase 150 disminuye, disminuyendo por ello la superficie de flujo de líquido. En una operación de calentamiento, se disminuye el grado de abertura de la primera válvula de expansión 141, y el grado de abertura de la segunda válvula de expansión 142 se incrementa. En una operación de enfriamiento, el grado de abertura de la primera válvula de expansión 141 se incrementa, y el grado de abertura de la segunda válvula de expansión 142 se disminuye. Alternativamente, un sensor de detección de nivel de agua (no representado) se puede disponer en el separador de fase 150 para determinar así si sale o no un refrigerante líquido del separador de fase 150 a través de un tubo de descarga gaseosa en base a una señal recibida del sensor de detección de nivel de agua.

A continuación, se describirá un acondicionador de aire según una segunda realización de la presente invención. La descripción siguiente se centra en la diferencia con la primera realización. Los mismos números de referencia que los de la primera realización indican los mismos elementos.

La diferencia con la primera realización es que en el tubo de inyección 180 se ha colocado un sensor de detección de refrigerante líquido (no representado) para detectar si un refrigerante líquido fluye o no. La unidad de control 200 puede determinar directamente si un refrigerante líquido está incluido o no en un refrigerante inyectado en base a datos recibidos del sensor de detección de refrigerante líquido (no representado).

La unidad de control 200 puede predecir la fase de un refrigerante inyectado, así como determinar si un refrigerante líquido está incluido o no en un refrigerante inyectado o no. Aunque el compresor 110 halle que está teniendo lugar compresión de líquido, y resuelve la compresión de líquido del compresor 110 usando varios métodos, puede producirse daño irrecuperable al compresor 110. Así, es muy importante predecir la posibilidad de compresión de líquido del compresor 110. La unidad de control 200 puede predecir la introducción de un refrigerante líquido a partir de datos recibidos del sensor de detección de refrigerante líquido (no representado) clasificando los datos recibidos en un rango de datos que representa la introducción de un refrigerante líquido en el presente y un rango de datos que representa la predicción de la introducción de un refrigerante líquido en el futuro. En otros términos, la unidad de control 200 es capaz de predecir la introducción futura de un refrigerante líquido a partir de los datos recibidos, aunque no se introduzca refrigerante líquido en el presente.

La figura 6 es una vista de construcción que ilustra un acondicionador de aire según una tercera realización de la presente invención. La figura 7 es un diagrama de bloques que muestra un flujo de control del acondicionador de aire representado en la figura 6. La descripción siguiente se centra en la diferencia con respecto a la primera realización. Los mismos números de referencia que los de la primera realización indican los mismos elementos.

La diferencia con la primera realización es que se incluyen medios de prevención para evitar que se incluya un refrigerante líquido en un refrigerante inyectado.

Los medios de prevención incluyen un tubo de derivación 190 para conectar un primer tubo de conexión 171 y un tubo de inyección 180 y una válvula de derivación 195 dispuesta en el tubo de derivación 190.

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Un refrigerante en el primer tubo de conexión 171 es un refrigerante a temperatura alta. Cuando la válvula de derivación 195 está abierta, el refrigerante a temperatura alta en el primer tubo de conexión 171 entra en el tubo de inyección 180. Por lo tanto, la temperatura del refrigerante en el tubo de inyección 180 aumenta de modo que se evita la posibilidad de que el refrigerante del tubo de inyección 180 se condense, evitando por ello que se inyecte un refrigerante líquido al compresor 110 a través del tubo de inyección 180. Especialmente, la unidad de control 210 regula los grados de abertura de la válvula de inyección 143 y la válvula de derivación 195 en consideración de la temperatura de descarga y la presión de descarga del compresor 110 y la temperatura y la tasa de flujo del refrigerante inyectado. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y la válvula de inyección 143 y la válvula de derivación 195 pueden no ser válvulas de control, sino simples válvulas de encendido-apagado. Además, aunque la unidad de control 210 manipula automáticamente la válvula de inyección 143 y la válvula de derivación 195 en la descripción anterior, un usuario puede manipular manualmente la válvula de inyección 143 y la válvula de derivación 195 usando un dispositivo de entrada.

La figura 8 es una vista de configuración que ilustra el flujo de refrigerante en una operación de calentamiento del acondicionador de aire 200 representado en la figura 6.

Con referencia a la figura 8, un refrigerante gaseoso de temperatura alta y presión alta descargado del compresor 110 es introducido al intercambiador de calor interior 120 mediante la válvula de cuatro vías 160. En el intercambiador de calor interior 120, el refrigerante gaseoso se condensa por intercambio térmico con aire interior. El refrigerante condensado es estrangulado en la primera válvula de expansión 141, y luego es introducido al separador de fase 150. El refrigerante líquido separado por el separador de fase 150 es estrangulado de nuevo en la segunda válvula de expansión 142, y luego es introducido al termointercambiador exterior 130. El refrigerante en el termointercambiador exterior 130 se evapora por intercambio térmico con aire ambiente, y el refrigerante evaporado es introducido a la primera parte de compresión 111. Cuando la válvula de inyección 143 está abierta, el refrigerante gaseoso separado en el separador de fase 150 es introducido a la segunda parte de compresión 112. Además, cuando la válvula de derivación 195 está abierta, un refrigerante inyectado se calienta y mezcla, y luego se introduce a la segunda parte de compresión 112. El refrigerante descargado de la primera parte de compresión 111 se mezcla con el refrigerante inyectado, y luego es introducido a la segunda parte de compresión 112. Por lo tanto, dado que el refrigerante inyectado es calentado por un refrigerante bifurcado de una temperatura alta, se evita que se incluya un refrigerante líquido en el refrigerante introducido a la segunda parte de compresión 112, reduciendo por ello en gran medida la posibilidad de compresión de líquido del compresor 110.

La figura 9 es una vista de configuración que ilustra el flujo de refrigerante en una operación de enfriamiento del acondicionador de aire 200 representado en la figura 6.

Con referencia a la figura 9, un refrigerante gaseoso de temperatura alta y presión alta descargado del compresor 110 es introducido al termointercambiador exterior 130 mediante la válvula de cuatro vías 160. En el termointercambiador exterior 130, el refrigerante gaseoso se condensa por intercambio térmico con aire interior. El refrigerante condensado es estrangulado en la segunda válvula de expansión 142, y luego es introducido al separador de fase 150. El refrigerante líquido separado por el separador de fase 150 es estrangulado de nuevo en la primera válvula de expansión 141, y luego es introducido al intercambiador de calor interior 120. El refrigerante en el intercambiador de calor interior 120 es evaporado por intercambio térmico con aire ambiente, y el refrigerante evaporado es introducido a la primera parte de compresión 111.

Si no hay petición de realización de inyección de gas, la válvula de inyección 143 y la válvula de derivación 195 se cierran, impidiendo así que el refrigerante sea inyectado al compresor 110. Sin embargo, la presente invención no se limita a ello, y en la operación de enfriamiento, el refrigerante gaseoso del separador de fase 150 puede ser inyectado a la segunda parte de compresión 112. Entonces, la válvula de derivación 195 puede abrirse, y así el refrigerante bifurcado puede calentar el refrigerante inyectado.

La figura 10 es una vista de configuración de un acondicionador de aire 400 según una cuarta realización de la presente invención. La descripción siguiente se centra en la diferencia con la tercera realización. Los mismos números de referencia que los de la tercera realización indican los mismos elementos.

La diferencia con la tercera realización es que los medios de prevención no incluyen una válvula de derivación y una válvula de derivación, sino que incluyen un calentador 410 para calentar un refrigerante inyectado a través de un tubo de inyección 180. El calentador 410 opera antes y después de la abertura de la válvula de inyección 143. A la apertura inicial de una válvula de inyección 143, hay posibilidad de que un refrigerante introducido a una segunda parte de compresión 112 pueda no ser estable, de modo que el calentador 410 puede iniciar la operación un tiempo predeterminado antes de la abertura de la válvula de inyección 143.

La figura 11 es una vista de configuración de un acondicionador de aire 500 según una quinta realización de la presente invención. La descripción siguiente se centra en la diferencia con la tercera realización. Los mismos números de referencia que los de la tercera realización indican los mismos elementos.

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