ES2711250T3

ES2711250T3 - Aparato acondicionador de aire

Info

Publication number: ES2711250T3
Application number: ES09850818T
Authority: ES
Inventors: Koji Yamashita; Yuji Motomura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2019-04-30
Anticipated expiration: 2029-10-27
Also published as: JP5523470B2; US20120180513A1; EP2495511B1; EP2495511A1; US8839640B2; WO2011052038A1; JPWO2011052038A1; EP2495511A4

Abstract

Un aparato (100) acondicionador de aire que comprende: un compresor (10); un intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor; una pluralidad de dispositivos (16) de expansión; una pluralidad de intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico; una pluralidad de bombas (21) y una pluralidad de intercambiadores (26) de calor del lado de uso, en donde un circuito (A) de refrigerante que hace circular un refrigerante que contiene en el mismo un aceite de máquina refrigeradora se forma al conectar con una tubería (4) para refrigerante el compresor (10), el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor, los dispositivos (16) de expansión y los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico, y una pluralidad de circuitos (B) de medio térmico que hacen circular un medio térmico se forman al conectar las bombas (21), los intercambiadores (26) de calor del lado de uso y los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico, caracterizado por que el aparato (100) acondicionador de aire incluye al menos un regulador que está configurado para realizar un control integral del funcionamiento del aparato (100) acondicionador de aire basándose en información procedente de dispositivos detectores, de manera que se utiliza la información para regular: un modo de funcionamiento de solo calefacción que calienta el medio térmico al hacer que el refrigerante a alta temperatura y alta presión que ha sido descargado desde el compresor (10) fluya hacia todos los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico; un modo de funcionamiento de solo refrigeración que enfría el medio térmico al hacer que el refrigerante a baja temperatura y baja presión fluya hacia todos los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico; un modo de funcionamiento mixto de refrigeración y calefacción que calienta el medio térmico al hacer que el refrigerante a alta temperatura y alta presión que ha sido descargado desde el compresor (10) fluya hacia uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico y enfría el medio térmico al hacer que el refrigerante a baja temperatura y baja presión fluya hacia uno o varios de los restantes intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico; y un modo de recogida de aceite que recoge en el compresor (10) el aceite de máquina refrigeradora estancado en los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico, al modificar la velocidad de flujo o la dirección de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio térmico, dependiendo de cada modo de funcionamiento.

Description

DESCRIPCION

Aparato acondicionador de aire

Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un aparato acondicionador de aire que se aplica, por ejemplo, a un aparato acondicionador de aire multiple para un edificio.

Antecedentes de la tecnica

En un aparato acondicionador de aire tal como un aparato acondicionador de aire multiple para un edificio, se hace circular un refrigerante entre una unidad de exterior, que es una unidad de fuente de calor situada, por ejemplo, fuera de un edificio, y unidades de interior situadas en recintos del edificio. El refrigerante transfiere calor o extrae calor para calentar o enfriar aire, calentando o enfriando asf mediante el aire calentado o enfriado un espacio acondicionado. Frecuentemente se utilizan como refrigerante, por ejemplo, refrigerantes hidrofluorocarbonados (HFC). Tambien se ha propuesto un aparato acondicionador de aire que utiliza un refrigerante natural, como el dioxido de carbono (CO²).

Ademas, en un aparato acondicionador de aire denominado enfriador, se genera energfa de refrigeracion o de calefaccion en una unidad de fuente de calor situada en el exterior de una estructura. Se calienta o se enfffa agua, anticongelante o similar mediante un intercambiador de calor situado en una unidad de exterior y se conduce a una unidad de interior, por ejemplo una unidad ventiloconvectora o un calentador de panel, para proporcionar calefaccion o refrigeracion (consultese la Bibliograffa de patentes 1, por ejemplo).

Ademas, existe un aparato acondicionador de aire denominado enfriador con recuperacion de calor que conecta una unidad de fuente de calor a cada una de las unidades de interior mediante cuatro tubos para agua dispuestos entre las mismas, suministra simultaneamente agua enfriada y calentada, o similar, y permite elegir libremente la refrigeracion o la calefaccion en las unidades de interior (consultese la Bibliograffa de patentes 2, por ejemplo). Ademas, existe un aparato acondicionador de aire que dispone un intercambiador de calor para un refrigerante primario y un refrigerante secundario cerca de cada unidad de interior, en el cual se conduce el refrigerante secundario a la unidad de interior (consultese la Bibliograffa de patentes 3, por ejemplo).

Ademas, existe un aparato acondicionador de aire que conecta una unidad de exterior a cada unidad subsidiaria que incluye un intercambiador de calor con dos tubeffas, en el cual se conduce un refrigerante secundario a una unidad de interior (consultese la Bibliograffa de patentes 4, por ejemplo).

Lista de citas

Bibliograffa de patentes

Bibliograffa de patentes 1: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2005-140444 (pagina 4, Figura 1, etc.)

Bibliograffa de patentes 2: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 5-280818 (paginas 4 y 5, Figura 1, etc.)

Bibliograffa de patentes 3: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2001-289465 (paginas 5 a 8, Figura 1, Figura 2, etc.)

Bibliograffa de patentes 4: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2003-343936 (pagina 5, Figura 1)

Compendio de la invencion

Problema tecnico

En un aparato acondicionador de aire de una tecnica relacionada, por ejemplo un aparato acondicionador de aire multiple para un edificio, existe la posibilidad de fugas de refrigerante hacia un espacio interno, por ejemplo, por que se hace circular el refrigerante hacia una unidad de interior. Por otro lado, en el aparato acondicionador de aire descrito en la Bibliograffa de patentes 1 y en la Bibliograffa de patentes 2, el refrigerante no pasa a traves de la unidad de interior. Sin embargo, en el aparato acondicionador de aire descrito en la Bibliograffa de patentes 1 y en la Bibliograffa de patentes 2, se debe calentar o enfriar el medio termico en una unidad de fuente de calor situada fuera de una estructura, y se debe llevar al lado de unidad de interior. Por consiguiente, el trayecto de circulacion del medio termico es largo. En este caso, el transporte de calor para un trabajo de calefaccion o refrigeracion predeterminado, utilizando el medio termico, consume mas cantidad de energfa, en forma de gasto energetico para el transporte y similares, que la cantidad de energfa consumida por el refrigerante. Por lo tanto, cuando el trayecto de circulacion se hace mas largo, el gasto energetico para el transporte llega a ser notablemente elevada. Esto indica que se puede lograr un ahorro de ene^a en un aparato acondicionador de aire si se puede regular adecuadamente la circulacion del medio termico.

En el aparato acondicionador de aire descrito en la Bibliograffa de patentes 2, las cuatro tubenas que conectan el lado exterior y el interior deben estar configuradas para permitir seleccionar refrigeracion o calefaccion en cada una de las unidades de interior. Desafortunadamente, existe poca facilidad de construccion. En el aparato acondicionador de aire descrito en la Bibliograffa de patentes 3, se debe proporcionar a cada unidad de interior un dispositivo secundario para hacer circular el medio, por ejemplo una bomba. Desafortunadamente, no solo resulta un sistema costoso, sino que tambien produce un ruido considerable y no es practico. Ademas, dado que el intercambiador de calor esta situado cerca de cada unidad de interior, no se puede eliminar el riesgo de fugas de refrigerante hacia un lugar cercano a un espacio interno.

En el aparato acondicionador de aire descrito en la Bibliograffa de patentes 4, un refrigerante primario que ha intercambiado calor fluye hacia el mismo conducto que el refrigerante primario antes del intercambio de calor. En consecuencia, cuando se conecta una pluralidad de unidades de interior, es diffcil que cada unidad de interior manifieste su capacidad maxima. Esta configuracion desperdicia energfa. Ademas, cada unidad subsidiaria esta conectada a una tubena de prolongacion con un total de cuatro tubos, dos para refrigeracion y dos para calefaccion. Por consiguiente, esta configuracion es similar a la de un sistema en el cual la unidad de exterior esta conectada a cada una de las unidades subsidiarias mediante cuatro tubos. Asf pues, en un sistema de este tipo existe poca facilidad de construccion.

El documento JP 2002106995 A describe un acondicionador de aire segun el preambulo de la reivindicacion 1 para mejorar la eficiencia de las operaciones de acondicionamiento de aire y de calefaccion. Este acondicionador de aire esta disenado para llevar el refrigerante gaseoso de un recipiente a presion a un segundo medio de compresion de una zona de compresion, proporcionando un camino de flujo que lleva el refrigerante gaseoso de un recipiente a presion al camino de flujo establecido entre un primer medio de compresion y el segundo medio de compresion de una zona de compresion. Al no producirse inyeccion en medio de una carrera de compresion, como ocurre en el acondicionador de aire convencional, y debido ademas a la capacidad de reducir la carga de compresion en un medio de compresion, se puede disminuir la carga de compresion de un ciclo de refrigerante del lado de fuente de calor. Es decir, se puede mejorar la eficiencia de las operaciones de acondicionamiento de aire y de calefaccion. Sin embargo, al ser necesario un camino de flujo adicional, la construccion de este acondicionador de aire resulta mas compleja.

La presente invencion se ha llevado a cabo para superar el problema antes descrito, y proporciona un aparato acondicionador de aire capaz de lograr un ahorro de energfa. La invencion proporciona ademas un aparato acondicionador de aire que puede lograr mejoras de la seguridad al no permitir que circule refrigerante en una unidad de interior o cerca de la misma. La invencion proporciona ademas un aparato acondicionador de aire que reduce el numero de tubenas que conectan una unidad de exterior a una unidad subsidiaria (unidad de enlace de medio termico) o la unidad subsidiaria a una unidad de interior, y mejora la facilidad de construccion, asf como la eficiencia energetica.

Solucion al problema

Un aparato acondicionador de aire segun la invencion incluye un compresor, un intercambiador de calor del lado de fuente de calor, una pluralidad de dispositivos de expansion, una pluralidad de intercambiadores de calor relacionados con el medio termico, una pluralidad de bombas y una pluralidad de intercambiadores de calor del lado de uso, en el cual se forma un circuito de refrigerante que hace circular un refrigerante que contiene un aceite de maquina refrigeradora, al conectar con una tubena para refrigerante el compresor, el intercambiador de calor del lado de fuente de calor, los dispositivos de expansion y los intercambiadores de calor relacionados con el medio termico, se forman una pluralidad de circuitos de medio termico que hacen circular un medio termico al conectar las bombas, los intercambiadores de calor del lado de uso y los intercambiadores de calor relacionados con el medio termico. El aparato acondicionador de aire incluye al menos un regulador, que esta configurado para realizar un control integral del funcionamiento del aparato acondicionador de aire basandose en informacion procedente de dispositivos detectores, de manera que la informacion se utiliza para regular un modo de funcionamiento de solo calefaccion que calienta el medio termico al hacer que el refrigerante a alta temperatura y alta presion que ha sido descargado desde el compresor fluya hacia todos los intercambiadores de calor relacionados con el medio termico, un modo de funcionamiento de solo refrigeracion que enfna el medio termico al hacer que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya hacia todos los intercambiadores de calor relacionados con el medio termico, un modo de funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion que calienta el medio termico al hacer que el refrigerante a alta temperatura y alta presion que ha sido descargado desde el compresor fluya hacia uno o varios de los intercambiadores de calor relacionados con el medio termico y enfna el medio termico al hacer que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya hacia uno o varios de los restantes intercambiadores de calor relacionados con el medio termico, y un modo de recogida de aceite que recoge en el compresor el aceite de maquina refrigeradora estancado en los intercambiadores de calor relacionados con el medio termico, al modificar la velocidad de flujo o la direccion de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores de calor relacionados con el medio termico, dependiendo de cada modo de funcionamiento.

Efectos ventajosos de la invencion

La presente invencion permite acortar las tubenas por las que circula el medio termico y requiere poco gasto energetico para el transporte, por lo que puede ahorrar ene^a. Ademas, se puede recoger en el compresor el aceite de maquina refrigeradora que se estanca en el intercambiador de calor relacionado con el medio termico. Breve descripcion de los dibujos

[Fig. 1] La Figura 1 es un diagrama esquematico que ilustra una instalacion de ejemplo de un aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 2] La Figura 2 es un diagrama esquematico que ilustra una instalacion de ejemplo de un aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 3] La Figura 3 es un diagrama de circuito esquematico que ilustra una configuracion de ejemplo de circuito, del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 3A] La Figura 3A es un diagrama de circuito esquematico que ilustra una configuracion de ejemplo de circuito, de un aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 4] La Figura 4 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra flujos de refrigerantes en un modo de funcionamiento de solo refrigeracion del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 5] La Figura 5 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra flujos de refrigerantes en un modo de funcionamiento de solo calefaccion del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 6] La Figura 6 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra flujos de refrigerantes en un modo de funcionamiento principal de refrigeracion del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion. [Fig. 7] La Figura 7 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra flujos de refrigerantes en un modo de funcionamiento principal de calefaccion del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion. [Fig. 8] La Figura 8 son diagramas P-h que ilustran estados de funcionamiento de un aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 9] La Figura 9 es un diagrama que ilustra una estructura de un intercambiador de calor de placas de un aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 10] La Figura 10 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra flujos de refrigerantes en un primer modo de funcionamiento de recogida de aceite del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion. [Fig. 11] La Figura 11 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra flujos de refrigerantes en un segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 12] La Figura 12 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra flujos de refrigerantes en un segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 13] La Figura 13 es un diagrama esquematico que ilustra una instalacion de ejemplo de un aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

[Fig. 14] La Figura 14 es un diagrama de circuito esquematico que ilustra otra configuracion de ejemplo de circuito de un aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion.

Descripcion de la realizacion

A continuacion se describira la realizacion de la invencion haciendo referencia a los dibujos.

Las Figuras 1 y 2 son diagramas esquematicos que ilustran instalaciones de ejemplo del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion. Se describiran, haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, las instalaciones de ejemplo del aparato acondicionador de aire. Este aparato acondicionador de aire utiliza ciclos de refrigeracion (un circuito A de refrigerante y un circuito B de medio termico) en los cuales circulan refrigerantes (un refrigerante del lado de fuente de calor o un medio termico) de manera que en cada unidad de interior se puede seleccionar libremente un modo de refrigeracion o un modo de calefaccion como modo de funcionamiento de la misma. Debe senalarse que las relaciones dimensionales de los componentes, en la Figura 1 y otras figuras posteriores, pueden ser distintas de las reales.

Haciendo referencia a la Figura 1, el aparato acondicionador de aire segun la realizacion incluye una unica unidad 1 de exterior, que funciona como unidad de fuente de calor, una pluralidad de unidades 2 de interior y una unidad 3 de enlace de medio termico situada entre la unidad 1 de exterior y las unidades 2 de interior. La unidad 3 de enlace de medio termico intercambia calor entre el refrigerante del lado de fuente de calor y el medio termico. La unidad 1 de exterior y la unidad 3 de enlace de medio termico estan conectadas mediante tubenas 4 para refrigerante a traves de las cuales fluye el refrigerante del lado de fuente de calor. La unidad 3 de enlace de medio termico y cada una de las unidades 2 de interior estan conectadas mediante tubenas 5 (tubenas de medio termico) a traves de las cuales fluye el medio termico. A traves de la unidad 3 de enlace de medio termico se envfa a las unidades 2 de interior energfa de refrigeracion o energfa de calefaccion generada en la unidad 1 de exterior.

Haciendo referencia a la Figura 2, el aparato acondicionador de aire segun la realizacion incluye una unica unidad 1 de exterior, una pluralidad de unidades 2 de interior, una pluralidad de unidades 3 de enlace de medio termico divididas (una unidad principal 3a de enlace de medio termico y subunidades 3b de enlace de medio termico) y situadas entre la unidad 1 de exterior y las unidades 2 de interior. La unidad 1 de exterior y la unidad principal 3a de enlace de medio termico estan conectadas mediante las tubenas 4 para refrigerante. La unidad principal 3a de enlace de medio termico y las subunidades 3b de enlace de medio termico estan conectadas mediante las tubenas 4 para refrigerante. Cada subunidad 3b de enlace de medio termico y cada unidad 2 de interior estan conectadas mediante las tubenas 5. A traves de la unidad principal 3a de enlace de medio termico y las subunidades 3b de enlace de medio termico se envfa a las unidades 2 de interior energfa de refrigeracion o energfa de calefaccion generada en la unidad 1 de exterior.

Tfpicamente, la unidad 1 de exterior esta situada en un espacio externo 6, que es un espacio (por ejemplo, un tejado) fuera de una estructura 9 (por ejemplo, un edificio), y esta configurada para suministrar a las unidades 2 de interior, a traves de la unidad 3 de enlace de medio termico, energfa de refrigeracion o energfa de calefaccion. Cada unidad 2 de interior esta dispuesta en una posicion en la que puede suministrar aire de refrigeracion o aire de calefaccion a un espacio interno 7, que es un espacio (por ejemplo, una sala de estar) dentro de la estructura 9, y suministra el aire de refrigeracion o aire de calefaccion al espacio interno 7, es decir, a un espacio acondicionado. La unidad 3 de enlace de medio termico esta configurada con una carcasa separada de la unidad 1 de exterior y de las unidades 2 de interior, de forma que la unidad 3 de enlace de medio termico puede estar dispuesta en una posicion distinta de las del espacio externo 6 y el espacio interno 7, y esta conectada a la unidad 1 de exterior a traves de las tubenas 4 para refrigerante y esta conectada a las unidades 2 de interior a traves de las tubenas 5 para transportar energfa de refrigeracion o energfa de calefaccion, suministrada desde la unidad 1 de exterior a las unidades 2 de interior.

Como se ilustra en las Figuras 1 y 2, en el aparato acondicionador de aire segun la realizacion, la unidad externa 1 esta conectada a la unidad 3 de enlace de medio termico por medio de dos tubenas 4 para refrigerante, y la unidad 3 de enlace de medio termico esta conectada a cada unidad 2 de interior por medio de dos tubenas 5. Como se ha descrito mas arriba, en el aparato acondicionador de aire segun la realizacion cada una de las unidades (la unidad 1 de exterior, las unidades 2 de interior y la unidad 3 de enlace de medio termico) esta conectada por medio de dos tubenas (las tubenas 4 para refrigerante o las tubenas 5), con lo que se facilita la construccion.

Como se ilustra en la Figura 2, la unidad 3 de enlace de medio termico puede estar dividida en una unica unidad principal 3a de enlace de medio termico y dos subunidades 3b de enlace de medio termico (una subunidad 3b(1) de enlace de medio termico y una subunidad 3b(2) de enlace de medio termico) derivadas de la unidad principal 3a de enlace de medio termico. Esta separacion permite conectar una pluralidad de subunidades 3b de enlace de medio termico a la unica unidad principal 3a de enlace de medio termico. En esta configuracion, tres es el numero de tubenas 4 para refrigerante que conectan la unidad principal 3a de enlace de medio termico con cada subunidad 3b de enlace de medio termico. Mas adelante (vease la Figura 3A) se describira mas detenidamente el detalle de este circuito. Ademas, las Figuras 1 y 2 ilustran un estado en donde cada unidad 3 de enlace de medio termico esta situada en la estructura 9 pero en un espacio diferente del espacio interno 7, por ejemplo un espacio sobre un techo (denominado en lo que sigue "espacio 8", simplemente). La unidad 3 de enlace de medio termico puede estar situada en otros espacios, por ejemplo en un espacio comun donde este instalado un ascensor, o similar. Ademas, aunque las Figuras 1 y 2 ilustran un caso en donde las unidades 2 de interior son del tipo "casete" montadas en el techo, las unidades de interior no estan limitadas a este tipo y, por ejemplo, se pueden utilizar un tipo oculto en el techo, un tipo suspendido del techo o cualquier tipo de unidad de interior siempre que la unidad pueda expeler aire de calefaccion o aire de refrigeracion hacia el espacio interno 7, directamente o a traves de un conducto o similar.

Las Figuras 1 y 2 ilustran el caso en donde la unidad 1 de exterior esta situada en el espacio externo 6. La disposicion no esta limitada a este caso. Por ejemplo, la unidad 1 de exterior puede estar situada en un espacio cerrado, por ejemplo, un cuarto de maquinas con una abertura de ventilacion, puede estar situada dentro de la estructura 9 siempre que se pueda expulsar el calor residual a traves de un conducto de evacuacion hacia el exterior de la estructura 9, o bien puede estar situada dentro de la estructura 9 cuando la unidad 1 de exterior utilizada es de un tipo enfriado por agua. Incluso aunque la unidad 1 de exterior este situada en un lugar asf, no se producira ningun problema en particular.

Ademas, la unidad 3 de enlace de medio termico puede estar situada cerca de la unidad 1 de exterior. Debe senalarse que, cuando la distancia desde la unidad 3 de enlace de medio termico a la unidad 2 de interior es excesivamente grande, y debido a que el gasto energetico requerido para hacer circular el medio termico es significativamente elevado, se reduce el efecto ventajoso de ahorro de energfa. Ademas, el numero de unidades de exterior 1, de unidades 2 de interior y de unidades 3 de enlace de medio termico, conectadas, no esta limitado a lo que se ilustra en las Figuras 1 y 2. Su numero se puede determinar acorde con la estructura 9 en donde este instalado el aparato acondicionador de aire segun la realizacion.

La Figura 3 es un diagrama de circuito esquematico que ilustra una configuracion de ejemplo de circuito del aparato acondicionador de aire (denominado en lo que sigue "aparato 100 acondicionador de aire") segun la realizacion de la invencion. Se describira la configuracion detallada del aparato 100 acondicionador de aire haciendo referencia a la Figura 3. Como se ilustra en la Figura 3, la unidad 1 de exterior y la unidad 3 de enlace de medio termico estan conectadas por medio de las tubenas 4 para refrigerante a traves de intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico, incluidos en la unidad 3 de enlace de medio termico. Ademas, la unidad 3 de enlace de medio termico y las unidades 2 de interior estan conectadas por medio de las tubenas 5 a traves de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico.

[Unidad 1 de exterior]

La unidad 1 de exterior incluye un compresor 10, un primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante, por ejemplo una valvula de cuatro vfas, un intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor y un acumulador 19, que estan conectados en serie con las tubenas 4 para refrigerante. La unidad 1 de exterior incluye ademas una primera tubena 4a de conexion, una segunda tubena 4b de conexion, una valvula 13a de retencion, una valvula 13b de retencion, una valvula 13c de retencion y una valvula 13d de retencion. Al proporcionar la primera tubena 4a de conexion, la segunda tubena 4b de conexion, la valvula 13a de retencion, la valvula 13b de retencion, la valvula 13c de retencion y la valvula 13d de retencion, se puede hacer que el refrigerante del lado de fuente de calor fluya hacia la unidad 3 de enlace de medio termico en una direccion constante, con independencia del funcionamiento solicitado por cualquier unidad 2 de interior.

El compresor 10 aspira el refrigerante del lado de fuente de calor y comprime el refrigerante del lado de fuente de calor a un estado de alta temperatura y alta presion. El compresor 10 puede incluir, por ejemplo, un compresor inversor de capacidad regulable. El primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante conmuta el flujo del refrigerante del lado de fuente de calor entre un funcionamiento de calefaccion (modo de funcionamiento de solo calefaccion y modo de funcionamiento principal de calefaccion) y un funcionamiento de refrigeracion (modo de funcionamiento de solo refrigeracion y modo de funcionamiento principal de refrigeracion). El intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor funciona como evaporador en el funcionamiento de calefaccion, funciona como condensador (o radiador) en el funcionamiento de refrigeracion, intercambia calor entre el aire aportado desde el dispositivo suministrador de aire, por ejemplo un ventilador (no ilustrado), y el refrigerante del lado de fuente de calor, y evapora y gasifica, o bien condensa y licua, el refrigerante del lado de fuente de calor. El acumulador 19 esta situado en el lado de aspiracion del compresor 10 y acoge el exceso de refrigerante.

La valvula 13d de retencion esta situada en la tubena 4 para refrigerante entre la unidad 3 de enlace de medio termico y el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante, y permite que el refrigerante del lado de fuente de calor fluya unicamente en un sentido predeterminado (el sentido desde la unidad 3 de enlace de medio termico hacia la unidad 1 de exterior). La valvula 13a de retencion esta situada en la tubena 4 para refrigerante entre el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor y la unidad 3 de enlace de medio termico, y permite que el refrigerante del lado de fuente de calor fluya unicamente en un sentido predeterminado (el sentido desde la unidad 1 de exterior hacia la unidad 3 de enlace de medio termico). La valvula 13b de retencion esta situada en la primera tubena 4a de conexion, y permite que el refrigerante del lado de fuente de calor descargado desde el compresor 10 fluya a traves de la unidad 3 de enlace de medio termico durante el funcionamiento de calefaccion. La valvula 13c de retencion esta situada en la segunda tubena 4b de conexion, y permite que el refrigerante del lado de fuente de calor que retorna desde la unidad 3 de enlace de medio termico fluya hacia el lado de aspiracion del compresor 10 durante el funcionamiento de calefaccion.

La primera tubena 4a de conexion conecta la tubena 4 para refrigerante, entre el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante y la valvula 13d de retencion, con la tubena 4 para refrigerante, entre la valvula 13a de retencion y la unidad 3 de enlace de medio termico, en la unidad 1 de exterior. La segunda tubena 4b de conexion esta configurada para conectar la tubena 4 para refrigerante, entre la valvula 13d de retencion y la unidad 3 de enlace de medio termico, con la tubena 4 para refrigerante, entre el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor y la valvula 13a de retencion, en la unidad 1 de exterior. Debe senalarse que la Figura 3 ilustra un caso en donde estan dispuestas la primera tubena 4a de conexion, la segunda tubena 4b de conexion, la valvula 13a de retencion, la valvula 13b de retencion, la valvula 13c de retencion y la valvula 13d de retencion, pero el dispositivo no esta limitado a este caso, y estas pueden omitirse.

[Unidades 2 de interior]

Las unidades 2 de interior incluyen cada una un intercambiador 26 de calor del lado de uso. El intercambiador 26 de calor del lado de uso esta conectado, por medio de las tubenas 5, a un dispositivo 25 de control de flujo de medio termico y a un segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico en la unidad 3 de enlace de medio termico. Cada uno de los intercambiadores 26 de calor del lado de uso intercambia calor entre el aire aportado desde un dispositivo suministrador de aire, por ejemplo un ventilador (no ilustrado), y el medio termico para producir aire de calefaccion o aire de refrigeracion que suministrar al espacio interno 7.

La Figura 3 ilustra un caso en donde estan conectadas cuatro unidades 2 de interior a la unidad 3 de enlace de medio termico. Se ilustran, desde la parte inferior del dibujo, una unidad 2a de interior, una unidad 2b de interior, una unidad 2c de interior y una unidad 2d de interior. Ademas, los intercambiadores 26 de calor del lado de uso se ilustran en forma de, desde la parte inferior del dibujo, un intercambiador 26a de calor del lado de uso, un intercambiador 26b de calor del lado de uso, un intercambiador 26c de calor del lado de uso y un intercambiador 26d de calor del lado de uso, correspondiente cada uno a las unidades 2a a 2d de interior. Al igual que en el caso de las Figuras 1 y 2, el numero de unidades 2 de interior conectadas que se ilustran en la Figura 3 no esta limitado a cuatro.

[Unidad 3 de enlace de medio termico]

La unidad 3 de enlace de medio termico incluye los dos intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico, dos dispositivos 16 de expansion, dos dispositivos todo o nada 17, dos segundos dispositivos 18 de conmutacion de flujo de refrigerante, dos bombas 21, cuatro primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico, los cuatro segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico y los cuatro dispositivos 25 de control de flujo de medio termico. Se describira mas adelante, haciendo referencia a la Figura 3A, un aparato acondicionador de aire en el cual la unidad 3 de enlace de medio termico esta dividida en unidad principal 3a de enlace de medio termico y subunidad 3b de enlace de medio termico.

Cada uno de los dos intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico (el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico) funciona como condensador (radiador) o evaporador, e intercambia calor entre el refrigerante del lado de fuente de calor y el medio termico con el fin de transferir al medio termico energfa de refrigeracion o energfa de calefaccion, generadas en la unidad 1 de exterior y almacenadas en el refrigerante del lado de fuente de calor. El intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico esta situado entre un dispositivo 16a de expansion y un segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante en un circuito A de refrigerante, y se utiliza para calentar el medio termico en el modo de funcionamiento de solo calefaccion y se utiliza para enfriar el medio termico en el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion y en el modo de funcionamiento principal de calefaccion. El intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico esta situado entre un dispositivo 16a de expansion y un segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante en un circuito A de refrigerante y se utiliza para calentar el medio termico en el modo de funcionamiento de solo calefaccion y se utiliza para enfriar el medio termico en el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion y en el modo de funcionamiento principal de calefaccion.

Los dos dispositivos 16 de expansion (el dispositivo 16a de expansion y el dispositivo 16b de expansion) tienen cada uno las funciones de una valvula reductora y de una valvula de expansion, y estan configurados para reducir la presion y expandir el refrigerante del lado de fuente de calor. El dispositivo 16a de expansion esta situado aguas arriba del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, aguas arriba con respecto al flujo de refrigerante del lado de fuente de calor durante el funcionamiento de refrigeracion. El dispositivo 16b de expansion esta situado aguas arriba del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, aguas arriba con respecto al flujo de refrigerante del lado de fuente de calor durante el funcionamiento de refrigeracion. Cada uno de los dos dispositivos 16 de expansion puede incluir un componente que tenga un grado de apertura que se pueda regular de manera variable, por ejemplo, una valvula de expansion electronica.

Los dos dispositivos todo o nada 17 (un dispositivo todo o nada 17a y un dispositivo todo o nada 17b) incluyen cada uno, por ejemplo, una valvula de dos vfas, y abren o cierran las tubenas 4 para refrigerante. El dispositivo todo o nada 17a esta situado en la tubena 4 para refrigerante en el lado de entrada del refrigerante del lado de fuente de calor. El dispositivo 17b de apertura y cierre esta situado en una tubena que conecta la tubena 4 para refrigerante en el lado de entrada del refrigerante del lado de fuente de calor y la tubena 4 para refrigerante en un lado de salida del mismo. Los dos segundos dispositivos 18 de conmutacion de flujo de refrigerante (segundos dispositivos 18a y 18b de conmutacion de flujo de refrigerante) incluyen cada uno, por ejemplo, una valvula de cuatro vfas, y conmutan conductos para refrigerante del lado de fuente de calor dependiendo del modo de funcionamiento. El segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante esta situado aguas abajo del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, aguas abajo con respecto al flujo de refrigerante del lado de fuente de calor durante el funcionamiento de refrigeracion. El segundo dispositivo 18b de conmutacion de flujo de refrigerante esta situado aguas abajo del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, aguas abajo con respecto al flujo de refrigerante del lado de fuente de calor durante el funcionamiento de solo refrigeracion.

Las dos bombas 21 (bomba 21a y bomba 21b), que sirven como dispositivos suministradores de medio termico, hacen circular el medio termico que fluye a traves de las tubenas 5. La bomba 21a esta situada en la tubena 5 entre el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico. La bomba 21b esta situada en la tubena 5 entre el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico. Cada una de las dos bombas 21 puede incluir, por ejemplo, una bomba de capacidad regulable. Observese que la bomba 21a puede estar situada en la tubena 5 entre el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico. Ademas, la bomba 21b puede estar situada en la tubena 5 entre el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico.

Los cuatro primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico (primeros dispositivos 22a a 22d de conmutacion de flujo de medio termico) incluyen cada uno, por ejemplo, una valvula de tres vfas, y conmutan conductos para medio termico. Los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico estan configurados de manera que su numero (cuatro en este caso) corresponde al numero de unidades 1 de interior instaladas. Cada uno de los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico esta situado en un lado de salida de un conducto para medio termico del correspondiente intercambiador 26 de calor del lado de uso, de manera que una de las tres vfas este conectada al intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, otra de las tres vfas este conectada al intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y la restante de las tres vfas este conectada al dispositivo 25 de control de flujo de medio termico. Se ilustran ademas, desde la parte inferior del dibujo, el primer dispositivo 22a de conmutacion de flujo de medio termico, el primer dispositivo 22b de conmutacion de flujo de medio termico, el primer dispositivo 22c de conmutacion de flujo de medio termico y el primer dispositivo 22d de conmutacion de flujo de medio termico, para corresponder a las respectivas unidades 2 de interior.

Los cuatro segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico (segundos dispositivos 23a a 23d de conmutacion de flujo de medio termico) incluyen cada uno, por ejemplo, una valvula de tres vfas, y estan configurados para conmutar conductos para medio termico. Los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico estan configurados de manera que su numero (cuatro en este caso) corresponde al numero de unidades 2 de interior instaladas. Cada uno de los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico esta situado en un lado de entrada del conducto para medio termico del correspondiente intercambiador 26 de calor del lado de uso, de manera que una de las tres vfas este conectada al intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, otra de las tres vfas este conectada al intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y la restante de las tres vfas este conectada al intercambiador 26 de calor del lado de uso. Se ilustran ademas, desde la parte inferior del dibujo, el segundo dispositivo 23a de conmutacion de flujo de medio termico, el segundo dispositivo 23b de conmutacion de flujo de medio termico, el segundo dispositivo 23c de conmutacion de flujo de medio termico y el segundo dispositivo 23d de conmutacion de flujo de medio termico, para corresponder a las respectivas unidades 2 de interior.

Los cuatro dispositivos 25 de control de flujo de medio termico (dispositivos 25a a 25d de control de flujo de medio termico) incluyen cada uno, por ejemplo, una valvula de dos vfas que utiliza un motor paso a paso, por ejemplo, y pueden regular la seccion de apertura de las tubenas 5, que son los conductos para el flujo de medio termico. Los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico estan configurados de manera que su numero (cuatro en este caso) corresponde al numero de unidades 2 de interior instaladas. Cada uno de los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico esta situado en el lado de salida del conducto para medio termico del correspondiente intercambiador 26 de calor del lado de uso, de manera que una via esta conectada al intercambiador 26 de calor del lado de uso y la otra via esta conectada al primer dispositivo 22 de conmutacion de flujo de medio termico. Se ilustran ademas, desde la parte inferior del dibujo, el dispositivo 25a de control de flujo de medio termico, el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico, el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico, para corresponder a las respectivas unidades 2 de interior.

Notese que la realizacion describira un caso en donde cada dispositivo 25 de control de flujo de medio termico esta situado en el lado de salida (en el lado aguas abajo) del correspondiente intercambiador 26 de calor del lado de uso, pero la disposicion no esta limitada a este caso. Cada uno de los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico puede estar situado en el lado de entrada (en el lado aguas arriba) del intercambiador 26 de calor del lado de uso, de manera que una via este conectada al intercambiador 26 de calor del lado de uso y la otra via este conectada al segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico.

La unidad 3 de enlace de medio termico incluye varios dispositivos detectores (dos primeros sensores 31 de temperatura, cuatro segundos sensores 34 de temperatura, cuatro terceros sensores 35 de temperatura y un sensor 36 de presion). La informacion (informacion de temperatura e informacion de presion) detectada por estos dispositivos detectores se transmite a un regulador (no ilustrado) que realiza un control integral del funcionamiento del aparato 100 acondicionador de aire de manera que la informacion se utiliza para regular, por ejemplo, la frecuencia motriz del compresor 10, la velocidad de giro del dispositivo impulsor de aire (no ilustrado), la conmutacion del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante, la frecuencia motriz de las bombas 21, la conmutacion mediante los segundos dispositivos 18 de conmutacion de flujo de refrigerante y la conmutacion de conductos para el medio termico.

Cada uno de los dos primeros sensores 31 de temperatura (un primer sensor 31a de temperatura y un primer sensor 31b de temperatura) detecta la temperatura del medio termico que sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, en concreto el medio termico en una salida del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, y puede incluir un termistor, por ejemplo. El primer sensor 31a de temperatura esta situado en la tubena 5 en el lado de entrada de la bomba 21a. El primer sensor 31b de temperatura esta situado en la tubena 5 en la entrada de la bomba 21b.

Cada uno de los cuatro segundos sensores 34 de temperatura (del segundo sensor 34a de temperatura al segundo sensor 34d de temperatura) esta situado entre el primer dispositivo 22 de conmutacion de flujo de medio termico y el dispositivo 25 de control de flujo de medio termico, y detecta la temperatura del medio termico que sale del intercambiador 26 de calor del lado de uso. Como segundo sensor 34 de temperatura se puede emplear un termistor o similar. Los segundos sensores 34 de temperatura estan configurados de manera que su numero (cuatro en este caso) corresponde al numero de unidades 2 de interior instaladas. Se ilustran ademas, desde la parte inferior del dibujo, el segundo sensor 34a de temperatura, el segundo sensor 34b de temperatura, el segundo sensor 34c de temperatura y el segundo sensor 34d de temperatura, para corresponder a las respectivas unidades 2 de interior.

Cada uno de los cuatro terceros sensores 35 de temperatura (terceros sensores 35a a 35d de temperatura) esta situado en el lado de entrada o en el lado de salida de un refrigerante del lado de fuente de calor del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, y detecta la temperatura del refrigerante del lado de fuente de calor que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, o bien la temperatura del refrigerante del lado de fuente de calor que sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, y puede incluir un termistor, por ejemplo. El tercer sensor 35a de temperatura esta situado entre el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante. El tercer sensor 35b de temperatura esta situado entre el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el dispositivo 16a de expansion. El tercer sensor 35c de temperatura esta situado entre el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y el segundo dispositivo 18b de conmutacion de flujo de refrigerante. El tercer sensor 35d de temperatura esta situado entre el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y el dispositivo 16b de expansion.

El sensor 36 de presion esta situado entre el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y el dispositivo 16b de expansion, analogamente a la posicion de instalacion del tercer sensor 35d de temperatura, y esta configurado para detectar la presion del refrigerante del lado de fuente de calor que fluye entre el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y el dispositivo 16b de expansion.

Ademas, el regulador (no ilustrado) incluye, por ejemplo, un microordenador y regula, por ejemplo, la frecuencia motriz del compresor 10, la velocidad de giro (incluyendo el encendido y el apagado) del dispositivo impulsor de aire, la conmutacion del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante, el accionamiento de las bombas 21, el grado de apertura de cada uno de los dispositivos 16 de expansion, el todo o nada de cada dispositivo todo o nada 17, la conmutacion de los segundos dispositivos 18 de conmutacion de flujo de refrigerante, la conmutacion de los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico, la conmutacion de los segundos dispositivos 23 de conmutacion de la direccion de flujo del medio termico, y la activacion de cada uno de los dispositivos 25 de control del flujo del medio termico basandose en la informacion detectada por los diversos dispositivos detectores y una instruccion procedente de un control remoto, para ejecutar los modos de funcionamiento que se describiran mas adelante. Observese que se puede proporcionar un regulador a cada unidad, o bien se puede proporcionar a la unidad 1 de exterior o a la unidad 3 de enlace de medio termico.

Las tubenas 5 por las cuales fluye el medio termico incluyen las tubenas conectadas al intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y las tubenas conectadas al intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico. Cada tubena 5 esta ramificada (en este caso, en cuatro) dependiendo del numero de unidades 2 de interior conectadas a la unidad 3 de enlace de medio termico. Las tubenas 5 estan conectadas por los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico. El control de los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico determina si se permite que el medio termico que fluye desde el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico fluya hacia el intercambiador 26 de calor del lado de uso y si se permite que el medio termico que fluye desde el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico fluya hacia el intercambiador 26 de calor del lado de uso.

En el aparato 100 acondicionador de aire, el compresor 10, el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante, el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, los dispositivos 17 de apertura y cierre, los segundos dispositivos 18 de conmutacion de flujo de refrigerante, un conducto para refrigerante del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, los dispositivos 16 de expansion y el acumulador 19 estan conectados por medio de las tubenas 4 para refrigerante, formando asf el circuito A de refrigerante. Ademas, un conducto para medio termico del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, las bombas 21, los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico, los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico, los intercambiadores 26 de calor del lado de uso y los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico estan conectados por medio de las tubenas 5, formando asf el circuito B de medio termico. Dicho de otro modo, la pluralidad de intercambiadores 26 de calor del lado de uso estan conectados en paralelo con cada uno de los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico, convirtiendo asf el circuito B de medio termico en un sistema multiple.

En consecuencia, en el aparato 100 acondicionador de aire, la unidad 1 de exterior y la unidad 3 de enlace de medio termico estan conectadas a traves del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico situados en la unidad 3 de enlace de medio termico. La unidad 3 de enlace de medio termico y cada una de las unidades 2 de interior estan conectadas a traves del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico. Dicho de otro modo, en el aparato 100 acondicionador de aire el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico intercambian cada uno calor entre el refrigerante del lado de fuente de calor que circula en el circuito A de refrigerante y el medio termico que circula en el circuito B de medio termico.

Se utiliza como medio termico un lfquido monofasico que no se transforma en dos fases, gas y lfquido, mientras circula en el circuito B de circulacion de medio termico. Por ejemplo, se utiliza agua o solucion anticongelante.

La Figura 3A es otro diagrama de circuito esquematico que ilustra una configuracion de ejemplo de circuito del aparato acondicionador de aire (denominado en lo que sigue "aparato 100A acondicionador de aire") segun la realizacion de la invencion. Se describira, haciendo referencia a la Figura 3A, la configuracion del aparato 100A acondicionador de aire en un caso donde una unidad 3 de enlace de medio termico esta dividida en una unidad principal 3a de enlace de medio termico y una subunidad 3b de enlace de medio termico. Como se ilustra en la Figura 3A, una carcasa de la unidad 3 de enlace de medio termico esta separada de modo que la unidad 3 de enlace de medio termico esta compuesta por la unidad principal 3a de enlace de medio termico y la subunidad 3b de enlace de medio termico. Esta separacion permite conectar una pluralidad de subunidades 3b de enlace de medio termico a la unica unidad principal 3a de enlace de medio termico, como se ilustra en la Figura 2.

La unidad principal 3a de enlace de medio termico incluye un separador gas-lfquido 14 y un dispositivo 16c de expansion. Otros componentes estan dispuestos en la subunidad 3b de enlace de medio termico. El separador gaslfquido 14 esta conectado a una unica tubena 4 para refrigerante conectada a una unidad 1 de exterior, y esta conectado a dos tubenas 4 para refrigerante conectadas a un intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y un intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico en la subunidad 3b de enlace de medio termico, y esta configurado para separar en refrigerante vapor y refrigerante lfquido el refrigerante del lado de fuente de calor enviado desde la unidad 1 de exterior. El dispositivo 16c de expansion, situado aguas abajo con respecto a la direccion de flujo del refrigerante lfquido que sale del separador gas-lfquido 14, tiene funciones de valvula reductora y de valvula de expansion, y reduce la presion y expande el refrigerante del lado de fuente de calor. Durante un funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion, se regula el dispositivo 16c de expansion de manera que la presion en una salida del dispositivo 16c de expansion se encuentre en un estado medio. El dispositivo 16c de expansion puede incluir un componente que tenga un grado de apertura que se pueda regular de manera variable, por ejemplo una valvula de expansion electronica. Esta configuracion permite conectar una pluralidad de subunidades 3b de enlace de medio termico a la unidad principal 3a de enlace de medio termico.

Se describiran a continuacion diversos modos de funcionamiento ejecutados por el aparato 100 acondicionador de aire. El aparato 100 acondicionador de aire permite que cada unidad 2 de interior, basandose en una instruccion procedente de la unidad 2 de interior, ejecute un funcionamiento de refrigeracion o un funcionamiento de calefaccion. Espedficamente, el aparato 100 acondicionador de aire permite que todas las unidades 2 de interior ejecuten el mismo funcionamiento y tambien permite que cada una de las unidades 2 de interior ejecute funcionamientos diferentes. Debe senalarse que, dado que para los modos de funcionamiento ejecutados por el aparato 100A acondicionador de aire rige lo mismo, se omite la descripcion de los modos de funcionamiento ejecutados por el aparato 100A acondicionador de aire. En la descripcion que sigue, el aparato 100 acondicionador de aire incluye el aparato 100A acondicionador de aire.

Los modos de funcionamiento ejecutados por el aparato 100 acondicionador de aire incluyen un modo de funcionamiento de solo refrigeracion en el cual todas las unidades 2 de interior operativas ejecutan el funcionamiento de refrigeracion, un modo de funcionamiento de solo calefaccion en cual que todas las unidades 2 de interior operativas ejecutan el funcionamiento de calefaccion, un modo de funcionamiento principal de refrigeracion que es un modo de funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion en el cual es mayor la carga de refrigeracion, y un modo de funcionamiento principal de calefaccion que es un modo de funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion en el cual es mayor la carga de calefaccion. Se describiran a continuacion los modos de funcionamiento en lo que respecta al flujo de refrigerante del lado de fuente de calor y de medio termico.

[Modo de funcionamiento de solo refrigeracion]

La Figura 4 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de refrigerantes en el modo de funcionamiento de solo refrigeracion del aparato 100 acondicionador de aire. Se describira el modo de funcionamiento de solo refrigeracion con respecto a un caso en donde se genera carga de refrigeracion solo en un intercambiador 26a de calor del lado de uso y un intercambiador 26b de calor del lado de uso de la Figura 4. Ademas, en la Figura 4 las tubenas indicadas por lmeas gruesas corresponden a tubenas a traves de las cuales fluyen los refrigerantes (el refrigerante del lado de fuente de calor y el medio termico). Ademas, en la Figura 4 la direccion de flujo del refrigerante del lado de fuente de calor esta indicada indica mediante flechas de lmea continua y la direccion de flujo del medio termico esta indicada mediante flechas de lmea discontinua.

En el modo de funcionamiento de solo refrigeracion ilustrado en la Figura 4, en la unidad 1 de exterior un primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante esta conmutado de manera que el refrigerante del lado de fuente de calor descargado desde un compresor 10 fluye hacia un intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. En la unidad 3 de enlace de medio termico, la bomba 21a y la bomba 21b estan accionadas, estan abiertos el dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico, y el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico estan totalmente cerrados, de manera que el medio termico circula entre cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico y cada uno de los intercambiadores 26a y 26b de calor del lado de uso. Se describira primeramente el flujo del refrigerante del lado de fuente de calor en el circuito A de refrigerante.

El compresor 10 comprime un refrigerante a baja temperatura y baja presion y lo descarga desde el mismo en forma de un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10 fluye a traves del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. Despues, en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor el refrigerante se condensa y se licua para dar un refrigerante lfquido a alta presion, al tiempo que transfiere calor al aire exterior. El refrigerante lfquido a alta presion que sale del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor pasa a traves de una valvula 13a de retencion, sale de la unidad 1 de exterior, pasa a traves de la tubena 4 para refrigerante, y fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico. El refrigerante lfquido a alta presion que fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico se ramifica despues de pasar a traves de un dispositivo todo o nada 17a, y mediante un dispositivo 16a de expansion y un dispositivo 16b de expansion se expande para dar un refrigerante bifasico a baja temperatura y baja presion.

Este refrigerante bifasico fluye hacia cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico, que funcionan como evaporadores, extrae calor del medio termico que circula en un circuito B de medio termico para enfriar el medio termico, y se convierte asf en un refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion. El refrigerante gaseoso, que ha salido de cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico, sale de la unidad 3 de enlace de medio termico a traves del que corresponda de un segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante y un segundo dispositivo 18b de conmutacion de flujo de refrigerante, pasa a traves de la tubena 4 para refrigerante y fluye nuevamente hacia la unidad 1 de exterior. El refrigerante que fluye hacia la unidad 1 de exterior pasa a traves de la valvula 13d de retencion, el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante y el acumulador 19, y es aspirado nuevamente hacia el compresor 10.

En este momento, se regula el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion de manera que el sobrecalentamiento (el grado de sobrecalentamiento) sea constante, obteniendose el sobrecalentamiento como la diferencia entre la temperatura detectada por el tercer sensor 35a de temperatura y la detectada por el tercer sensor 35b de temperatura. Analogamente, se regula el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion de manera que el sobrecalentamiento sea constante, obteniendose el sobrecalentamiento como la diferencia entre la temperatura detectada por un tercer sensor 35c de temperatura y la detectada por un tercer sensor 35d de temperatura. Ademas, el dispositivo todo o nada 17a esta abierto y el dispositivo todo o nada 17b esta cerrado.

Se describira a continuacion el flujo de medio termico en el circuito B de medio termico.

En el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, tanto el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico como el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico transfieren energfa de refrigeracion desde el refrigerante del lado de fuente de calor al medio termico, y la bomba 21a y la bomba 21b permiten que el medio termico enfriado fluya a traves de las tubenas 5. El medio termico, que ha salido de cada una de las bombas 21a y 21b en estado presurizado, fluye a traves del segundo dispositivo 23a de conmutacion de flujo de medio termico y el segundo dispositivo 23b de conmutacion de flujo de medio termico hacia el intercambiador 26a de calor del lado de uso y el intercambiador 26b de calor del lado de uso. El medio termico extrae calor del aire interior en cada uno de los intercambiadores 26a y 26b de calor del lado de uso, enfriando asf el espacio interno 7.

Despues, el medio termico sale del intercambiador 26a de calor del lado de uso y el intercambiador 26b de calor del lado de uso y fluye hacia el dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico, respectivamente. En este momento, el funcionamiento de cada uno de los dispositivos 25a y 25b de control de flujo de medio termico permite que el medio termico fluya hacia el que corresponda de los intercambiadores 26a y 26b de calor del lado de uso, mientras regula el medio termico a un caudal suficiente para cubrir la carga de acondicionamiento de aire requerida en el espacio interior. El medio termico que ha salido del dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico, pasa a traves del primer dispositivo 22a de conmutacion de flujo de medio termico y el primer dispositivo 22b de conmutacion de flujo de medio termico, fluye hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, y es aspirado nuevamente hacia la bomba 21a y la bomba 21b.

Observese que en las tubenas 5 de cada intercambiador 26 de calor del lado de uso se dirige el medio termico para que fluya desde el segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico, a traves del dispositivo 25 de control de flujo de medio termico, hacia el primer dispositivo 22 de conmutacion de flujo de medio termico. La carga de acondicionamiento de aire requerida en el espacio interno 7 puede satisfacerse regulando la diferencia entre la temperatura detectada por el primer sensor 31a de temperatura o la temperatura detectada por el primer sensor 31b de temperatura y la temperatura detectada por el segundo sensor 34 de temperatura, para que la diferencia se mantenga en un valor buscado. En lo que respecta a la temperatura a la salida de cada intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, se puede utilizar, o bien la temperatura detectada por el primer sensor 31a de temperatura o bien la detectada por el primer sensor 31b de temperatura. Como alternativa, se puede utilizar la temperatura media de las dos. En este momento, el grado de apertura de cada uno de los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y de los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico esta fijado en un grado medio, de manera que estan establecidos conductos hacia ambos intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico.

Cuando se ejecuta el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, al no ser necesario suministrar medio termico a aquellos intercambiadores 26 de calor del lado de uso que no tengan carga termica (incluido el apagado termico), el correspondiente dispositivo 25 de control de flujo de medio termico cierra el conducto, para que el medio termico no fluya hacia el intercambiador 26 de calor del lado de uso correspondiente. En la Figura 4, se suministra medio termico al intercambiador 26a de calor del lado de uso y al intercambiador 26b de calor del lado de uso, ya que estos intercambiadores de calor del lado de uso tienen cargas termicas. El intercambiador 26c de calor del lado de uso y el intercambiador 26d de calor del lado de uso no tienen carga termica, y los correspondientes dispositivos 25c y 25d de control de flujo de medio termico estan totalmente cerrados. Cuando se genera una carga termica en el intercambiador 26c de calor del lado de uso o en el intercambiador 26d de calor del lado de uso, se pueden abrir el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico o el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico, para que el medio termico circule.

[Modo de funcionamiento de solo calefaccion]

La Figura 5 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de refrigerantes en el modo de funcionamiento de solo calefaccion del aparato 100 acondicionador de aire. Se describira el modo de funcionamiento de solo calefaccion con respecto a un caso en donde se genera carga termica solamente en el intercambiador 26a del lado de uso y en el intercambiador 26b de calor del lado de uso de la Figura 5. Ademas, en la Figura 5 las tubenas indicadas por lmeas gruesas corresponden a tubenas a traves de las cuales fluyen los refrigerantes (el refrigerante del lado de fuente de calor y el medio termico). Ademas, en la Figura 5 la direccion de flujo del refrigerante del lado de fuente de calor esta indicada mediante flechas de lmea continua y la direccion de flujo del medio termico esta indicada mediante flechas de lmea discontinua.

En el modo de funcionamiento de solo calefaccion ilustrado en la Figura 5, en la unidad 1 de exterior el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante esta conmutado de manera que el refrigerante del lado de fuente de calor descargado desde el compresor 10 fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico sin pasar a traves del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. En la unidad 3 de enlace de medio termico, la bomba 21a y la bomba 21b estan accionadas, el dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico estan abiertos, y el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico estan totalmente cerrados, de forma que el medio termico circula entre cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico y cada uno de los intercambiadores 26a y 26b de calor del lado de uso.

Se describira primeramente el flujo del refrigerante del lado de fuente de calor en el circuito A de refrigerante.

El compresor 10 comprime un refrigerante a baja temperatura y baja presion y lo descarga desde el mismo en forma de un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10 pasa a traves del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante, fluye a traves de la primera tubena 4a de conexion, pasa a traves de la valvula 13b de retencion y sale de la unidad 1 de exterior. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion, que ha salido de la unidad 1 de exterior, pasa a traves de la tubena 4 para refrigerante y fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion que ha fluido hacia la unidad 3 de enlace de medio termico se divide en la ramificacion, pasa a traves de cada uno de los segundos dispositivos 18a y 18b de conmutacion de flujo de refrigerante, y fluye hacia el que corresponda de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico.

El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion que fluye hacia cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico se condensa y se licua para dar un refrigerante lfquido a alta presion, al tiempo que transfiere el calor al medio termico que circula en el circuito B de medio termico. El refrigerante lfquido que sale del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el que sale del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico se expanden para dar un refrigerante bifasico a baja temperatura y baja presion a traves del dispositivo 16a de expansion y el dispositivo 16b de expansion. Este refrigerante bifasico pasa a traves del dispositivo todo o nada 17b, sale de la unidad 3 de enlace de medio termico, pasa a traves de la tubena 4 para refrigerante y fluye nuevamente hacia la unidad 1 de exterior. El refrigerante que fluye hacia la unidad 1 de exterior fluye a traves de la segunda tubena 4b de conexion, pasa a traves de la valvula 13c de retencion y fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, que funciona como evaporador.

Despues, el refrigerante que fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor extrae calor del aire exterior en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, y se convierte asf en un refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion. El refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion que sale del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor pasa a traves del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante y el acumulador 19, y es aspirado nuevamente hacia el compresor 10.

En ese momento, se regula el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion de manera que el subenfriamiento (grado de subenfriamiento), obtenido como la diferencia entre la temperatura de saturacion calculada a partir de la presion detectada por el sensor 36 de presion y la temperatura detectada por el tercer sensor 35b de temperatura, sea constante. Analogamente, se regula el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion de manera que el subenfriamiento sea constante, obteniendose el subenfriamiento como la diferencia entre un valor que indica la temperatura de saturacion, calculado a partir de la presion detectada por el sensor 36 de presion y la temperatura detectada por el tercer sensor 35d de temperatura. Ademas, el dispositivo todo o nada 17a esta cerrado y el dispositivo todo o nada 17b esta abierto. Observese que cuando se puede medir la temperatura en la posicion media de los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico, se puede emplear la temperatura en la posicion media, en lugar del sensor 36 de presion. En consecuencia, se puede construir el sistema con un coste bajo.

Se describira a continuacion el flujo del medio termico en el circuito B de medio termico.

En el modo de funcionamiento de solo calefaccion, tanto el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico como el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico transfieren energfa de calefaccion desde el refrigerante del lado de fuente de calor al medio termico, y la bomba 21a y la bomba 21b permiten que el medio termico calentado fluya a traves de las tubenas 5. El medio termico que ha salido de cada una de las bombas 21a y 21b en estado presurizado, fluye a traves del segundo dispositivo 23a de conmutacion de flujo de medio termico y el segundo dispositivo 23b de conmutacion de flujo de medio termico hacia el intercambiador 26a de calor del lado de uso y el intercambiador 26b de calor del lado de uso. Despues, el medio termico transfiere calor al aire interior a traves de cada uno de los intercambiadores 26a y 26b de calor del lado de uso, calentando asf el espacio interno 7.

El medio termico sale despues del intercambiador 26a de calor del lado de uso y el intercambiador 26b de calor del lado de uso y fluye hacia el dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico, respectivamente. En este momento, el funcionamiento de cada uno de los dispositivos 25a y 25b de control de flujo de medio termico permite que el medio termico fluya hacia el que corresponda de los intercambiadores 26a y 26b de calor del lado de uso, mientras regula el medio termico a un caudal suficiente para cubrir la carga de acondicionamiento aire requerida en el espacio interno. El medio termico, que ha salido del dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico, pasa a traves del primer dispositivo 22a de conmutacion de flujo de medio termico y el primer dispositivo 22b de conmutacion de flujo de medio termico, fluye hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, y es aspirado nuevamente hacia la bomba 21a y la bomba 21b.

Observese que en las tubenas 5 de cada intercambiador 26 de calor del lado de uso se dirige el medio termico para que fluya desde el segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico, a traves del dispositivo 25 de control de flujo de medio termico, hacia el primer dispositivo 22 de conmutacion de flujo de medio termico. La carga de acondicionamiento de aire requerida en el espacio interno 7 puede satisfacerse regulando la diferencia entre la temperatura detectada por el primer sensor 31a de temperatura o la temperatura detectada por el primer sensor 31b de temperatura y la temperatura detectada por el segundo sensor 34 de temperatura, para que la diferencia se mantenga en un valor buscado. En lo que respecta a la temperatura en la salida de cada uno de los intercambiadores 15 de calor relacionados con medio termico, se puede utilizar o bien la temperatura detectada por el primer sensor 31a de temperatura o bien la detectada por el primer sensor 31b de temperatura. Como alternativa, se puede utilizar la temperatura media de las dos.

En este momento, el grado de apertura de cada uno de los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y de los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico esta fijado en un grado medio, de manera que estan establecidos conductos hacia ambos intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico. Aunque el intercambiador 26a de calor del lado de uso debena regularse esencialmente sobre la base de la diferencia entre la temperatura a su entrada y la temperatura a su salida, al ser la temperatura del medio termico en el lado de entrada del intercambiador ²⁶de calor del lado de uso sustancialmente igual a la detectada por el primer sensor 31b de temperatura, el uso del primer sensor 31b de temperatura puede reducir el numero de sensores de temperatura, de manera que se puede construir el sistema con un coste bajo.

Cuando se ejecuta el modo de funcionamiento de solo calefaccion, al no ser necesario suministrar medio termico a aquellos intercambiadores 26 de calor del lado de uso que no tengan carga termica (incluido el apagado termico), el correspondiente dispositivo 25 de control de flujo de medio termico cierra el conducto, de forma que el medio termico no fluye hacia el correspondiente intercambiador 26 de calor del lado de uso. En la Figura 5, se suministra medio termico al intercambiador 26a de calor del lado de uso y al intercambiador 26b de calor del lado de uso, ya que estos intercambiadores de calor del lado de uso tienen cargas termicas. El intercambiador 26c de calor del lado de uso y el intercambiador 26d de calor del lado de uso no tienen carga termica y los correspondientes dispositivos 25c y 25d de control de flujo de medio termico estan totalmente cerrados. Cuando se genera una carga termica en el intercambiador 26c de calor del lado de uso o en el intercambiador 26d de calor del lado de uso, se pueden abrir el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico o el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico, para que el medio termico circule.

[Modo de funcionamiento principal de refrigeracion]

La Figura 6 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de los refrigerantes en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion del aparato l0o acondicionador de aire. Se describira el modo de funcionamiento principal de refrigeracion con respecto a un caso en donde se genera una carga de refrigeracion en el intercambiador 26a de calor del lado de uso y se genera una carga de calefaccion en el intercambiador 26b de calor del lado de uso de la Figura 6. Ademas, en la Figura 6 las tubenas indicadas por lmeas gruesas corresponden a tubenas a traves de las cuales circulan los refrigerantes (el refrigerante del lado de fuente de calor y el medio termico). Ademas, en la Figura 6 la direccion de flujo del refrigerante del lado de fuente de calor esta indicada mediante flechas de lmea continua y la direccion de flujo del medio termico esta indicada mediante flechas de lmea discontinua.

En el modo de funcionamiento principal de refrigeracion ilustrado en la Figura 6, en la unidad 1 de exterior el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante esta conmutado de manera que el refrigerante del lado de fuente de calor descargado desde el compresor 10 fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. En la unidad 3 de enlace de medio termico, la bomba 21a y la bomba 21b estan accionadas, el dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico estan abiertos, y el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico estan totalmente cerrados, de manera que el medio termico circula entre el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el intercambiador 26a de calor del lado de uso, y entre el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y el intercambiador 26b de calor del lado de uso.

Se describira primeramente el flujo de refrigerante del lado de fuente de calor en el circuito A de refrigerante.

El compresor 10 comprime un refrigerante a baja temperatura y baja presion y lo descarga desde el mismo en forma de un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10 fluye a traves del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. El refrigerante se condensa para dar un refrigerante bifasico en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, al tiempo que transfiere calor al aire exterior. El refrigerante bifasico que sale del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor pasa a traves de la valvula 13a de retencion, sale de la unidad 1 de exterior, pasa a traves de la tubena 4 para refrigerante y fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico. El refrigerante bifasico que fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico pasa a traves del segundo dispositivo 18b de conmutacion de flujo de refrigerante y fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, que funciona como condensador.

El refrigerante bifasico que ha fluido hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico se condensa y se licua al tiempo que transfiere calor al medio termico que circula en el circuito B de medio termico, y se convierte en un refrigerante lfquido. El dispositivo 16b de expansion expande el refrigerante lfquido que sale del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, para dar un refrigerante bifasico a baja presion. Este refrigerante bifasico a baja presion fluye a traves del dispositivo 16a de expansion hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, que funciona como evaporador. El refrigerante bifasico a baja presion que fluye hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico extrae calor del medio termico que circula en el circuito B de medio termico para enfriar el medio termico, y se convierte asf en un refrigerante gaseoso a baja presion. El refrigerante gaseoso sale del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, pasa a traves del segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante, sale de la unidad 3 de enlace de medio termico y fluye hacia la unidad 1 de exterior nuevamente a traves de la tubena 4 para refrigerante. El refrigerante que fluye hacia la unidad 1 de exterior pasa a traves de la valvula 13d de retencion, el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante y el acumulador 19, y es aspirado nuevamente hacia el compresor 10.

En este momento, se regula el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion de manera que el sobrecalentamiento sea constante, obteniendose el sobrecalentamiento como la diferencia entre la temperatura detectada por el tercer sensor 35a de temperatura y la detectada por el tercer sensor 35b de temperatura. Ademas, el dispositivo 16a de expansion esta totalmente abierto, el dispositivo todo o nada 17a esta cerrado y el dispositivo todo o nada 17b esta cerrado. Ademas, el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion se puede regular de manera que el subenfriamiento sea constante, obteniendose el subenfriamiento como la diferencia entre un valor que indica la temperatura de saturacion, calculado a partir de la presion detectada por el sensor 36 de presion y la temperatura detectada por el tercer sensor 35d de temperatura. Como alternativa, el dispositivo 16b de expansion puede estar totalmente abierto y el dispositivo 16a de expansion puede regular el sobrecalentamiento o el subenfriamiento.

En el modo de funcionamiento principal de refrigeracion, el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico transfiere energfa de calefaccion desde el refrigerante del lado de fuente de calor al medio termico, y la bomba 21b permite que el medio termico calentado fluya a traves de las tubenas 5. Ademas, en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion, el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico transfiere energfa de refrigeracion desde el refrigerante del lado de fuente de calor al medio termico, y la bomba 21a permite que el medio termico enfriado fluya a traves de las tubenas 5. El medio termico, que ha salido de cada una de las bombas 21a y 21b en estado presurizado, fluye a traves del segundo dispositivo 23a de conmutacion de flujo de medio termico y el segundo dispositivo 23b de conmutacion de flujo de medio termico hacia el intercambiador 26a de calor del lado de uso y el intercambiador 26b de calor del lado de uso.

En el intercambiador 26b de calor del lado de uso, el medio termico transfiere calor al aire interior, calentando asf el espacio interno 7. Ademas, en el intercambiador 26a de calor del lado de uso, el medio termico extrae calor del aire interior, enfriando asf el espacio interno 7. En este momento, el funcionamiento de cada uno de los dispositivos 25a y 25b de control de flujo de medio termico permite que el medio termico fluya hacia el que corresponda de los intercambiadores 26a y 26b de calor del lado de uso, mientras regula el medio termico a un caudal suficiente para cubrir la carga de acondicionamiento de aire requerida en el espacio interno. El medio termico que ha pasado a traves del intercambiador 26b de calor del lado de uso con una ligera disminucion de temperatura, pasa a traves del dispositivo 25b de control de flujo de medio termico y el primer dispositivo 22b de conmutacion de flujo de medio termico, fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, y es aspirado nuevamente hacia la bomba 21b. El medio termico que ha pasado a traves del intercambiador 26a de calor del lado de uso con un ligero aumento de temperatura, pasa a traves del dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el primer dispositivo 22a de conmutacion de flujo de medio termico, fluye hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, y despues es aspirado nuevamente hacia la bomba 21a.

Durante este tiempo, el funcionamiento de los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico permite introducir el medio termico calentado y el medio termico enfriado en los respectivos intercambiadores 26 de calor del lado de uso que tienen una carga de calefaccion y una carga de refrigeracion, sin que se mezclen. Observese que en las tubenas 5 de cada uno de los intercambiadores 26 de calor del lado de uso para calefaccion y para refrigeracion se dirige el medio termico para que fluya desde el segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico, a traves del dispositivo 25 de control de flujo de medio termico, hacia el primer dispositivo 22 de conmutacion de flujo de medio termico. Ademas, se regula la diferencia entre la temperatura detectada por el primer sensor 31b de temperatura y la detectada por el segundo sensor 34 de temperatura de manera que la diferencia se mantenga en un valor buscado, a fin de que se pueda cubrir la carga de acondicionamiento de aire de calefaccion requerida en el espacio interno 7. Se regula la diferencia entre la temperatura detectada por el segundo sensor 34 de temperatura y la detectada por el primer sensor 31a de temperatura de manera que la diferencia se mantenga en un valor buscado, a fin de que se pueda cubrir la carga de acondicionamiento de aire de refrigeracion requerida en el espacio interno 7.

Cuando se ejecuta el modo de funcionamiento principal de refrigeracion, al no ser necesario suministrar medio termico a aquellos intercambiadores 26 de calor del lado de uso que no tengan carga termica (incluido el apagado termico), el correspondiente dispositivo 25 de control de flujo de medio termico cierra el conducto, para que el medio termico no fluya hacia el correspondiente intercambiador 26 de calor del lado de uso. En la Figura 6, se suministra medio termico al intercambiador 26a de calor del lado de uso y al intercambiador 26b de calor del lado de uso, ya que estos intercambiadores de calor del lado de uso tienen cargas termicas. El intercambiador 26c de calor del lado de uso y el intercambiador 26d de calor del lado de uso no tienen carga termica, y los correspondientes dispositivos 25c y 25d de control de flujo de medio termico estan totalmente cerrados. Cuando se genera una carga termica en el intercambiador 26c de calor del lado de uso o en el intercambiador 26d de calor del lado de uso, se pueden abrir el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico o el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico, para que el medio termico circule.

[Modo de funcionamiento principal de calefaccion]

La Figura 7 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de los refrigerantes en el modo de funcionamiento principal de calefaccion del aparato 100 acondicionador de aire. Se describira el modo de funcionamiento principal de calefaccion con respecto a un caso en donde se genera una carga de calefaccion en el intercambiador 26a de calor del lado de uso y se genera una carga de refrigeracion en el intercambiador 26b de calor del lado de uso de la Figura 7. Ademas, en la Figura 7 las tubenas indicadas por lmeas gruesas corresponden a tubenas a traves de las cuales circulan los refrigerantes (el refrigerante del lado de fuente de calor y el medio termico). Ademas, en la Figura 7 la direccion de flujo del refrigerante del lado de fuente de calor esta indicada mediante flechas de lmea continua y la direccion de flujo del medio termico esta indicada mediante flechas de lmea discontinua.

En el modo de funcionamiento principal de calefaccion ilustrado en la Figura 7, en la unidad 1 de exterior el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante esta conmutado de manera que el refrigerante del lado de fuente de calor descargado desde el compresor 10 fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico sin pasar a traves del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. En la unidad 3 de enlace de medio termico, la bomba 21a y la bomba 21b estan accionadas, el dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25b de control de flujo de medio termico estan abiertos, y el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico y el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico estan cerrados, de manera que el medio termico circula entre cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico y cada uno de los intercambiadores 26a y 26b de calor del lado de uso.

El compresor 10 comprime un refrigerante a baja temperatura y baja presion y lo descarga desde el mismo en forma de un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10 pasa a traves del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante, fluye a traves de la primera tubena 4a de conexion, pasa a traves de la valvula 13b de retencion y sale de la unidad 1 de exterior. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion que ha salido de la unidad 1 de exterior pasa a traves de la tubena 4 para refrigerante y fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion fluye hacia la unidad 3 de enlace de medio termico, pasa a traves del segundo dispositivo 18b de conmutacion de flujo de refrigerante y fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, que funciona como condensador.

El refrigerante gaseoso que ha fluido hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico se condensa y se licua al tiempo que transfiere calor al medio termico que circula en el circuito B de medio termico, y se convierte en un refrigerante lfquido. El dispositivo 16b de expansion expande el refrigerante lfquido que sale del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, para dar un refrigerante bifasico a baja presion. Este refrigerante bifasico a baja presion fluye a traves del dispositivo 16a de expansion hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, que funciona como evaporador. El refrigerante bifasico a baja presion que fluye hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico extrae calor del medio termico que circula en el circuito B de medio termico para evaporarse, enfriando asf el medio termico. Este refrigerante bifasico a baja presion sale del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, pasa a traves del segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante, sale de la unidad 3 de enlace de medio termico, pasa a traves de la tubena 4 para refrigerante y fluye nuevamente hacia la unidad 1 de exterior.

El refrigerante que fluye hacia la unidad 1 de exterior pasa a traves de la valvula 13c de retencion y fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, que funciona como evaporador. Despues, el refrigerante que fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor extrae calor del aire exterior en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor y se convierte asf en un refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion. El refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion que sale del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor pasa a traves del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante y el acumulador 19 y es aspirado nuevamente hacia el compresor 10.

En este momento se regula el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion de manera que el subenfriamiento sea constante, obteniendose el subenfriamiento como la diferencia entre un valor que indica la temperatura de saturacion, calculado a partir de la presion detectada por el sensor 36 de presion y la temperatura detectada por el tercer sensor 35b de temperatura. Ademas, el dispositivo 16a de expansion esta totalmente abierto, el dispositivo todo o nada 17a esta cerrado y el dispositivo todo o nada 17b esta cerrado. Como alternativa, se puede abrir por completo el dispositivo 16b de expansion y el dispositivo 16a de expansion puede regular el subenfriamiento.

En el modo de funcionamiento principal de calefaccion, el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico transfiere energfa de calefaccion desde el refrigerante del lado de fuente de calor al medio termico, y la bomba 21b permite que el medio termico calentado fluya a traves de las tubenas 5. Ademas, en el modo de funcionamiento principal de calefaccion, el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico transfiere energfa de refrigeracion desde el refrigerante del lado de fuente de calor al medio termico, y la bomba 21a permite que el medio termico enfriado fluya a traves de las tubenas 5. El medio termico que ha salido de cada una de las bombas 21a y 21b en estado presurizado, fluye a traves del segundo dispositivo 23a de conmutacion de flujo de medio termico y el segundo dispositivo 23b de conmutacion de flujo de medio termico hacia el intercambiador 26a de calor del lado de uso y el intercambiador 26b de calor del lado de uso.

En el intercambiador 26b de calor del lado de uso, el medio termico extrae calor del aire interior, enfriando asf el espacio interno 7. Ademas, en el intercambiador 26a de calor del lado de uso, el medio termico transfiere calor al aire interior, calentando asf el espacio interno 7. En este momento, el funcionamiento de cada uno de los dispositivos 25a y 25b de control de flujo de medio termico permite que el medio termico fluya hacia el que corresponda del intercambiador 26a de calor del lado de uso y el intercambiador 26b de calor del lado de uso, mientras regula el medio termico a un caudal suficiente para cubrir la carga de acondicionamiento de aire requerida en el espacio interno. El medio termico que ha pasado a traves del intercambiador 26b de calor del lado de uso con un ligero aumento de temperatura, pasa a traves del dispositivo 25b de control de flujo de medio termico y el primer dispositivo 22b de conmutacion de flujo de medio termico, fluye hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, y es aspirado nuevamente hacia la bomba 21a. El medio termico que ha pasado a traves del intercambiador 26a de calor del lado de uso con una ligera disminucion de temperatura, pasa a traves del dispositivo 25a de control de flujo de medio termico y el primer dispositivo 22a de conmutacion de flujo de medio termico, fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y luego es aspirado nuevamente hacia la bomba 21b.

Cuando se ejecuta el modo de funcionamiento principal de calefaccion, al no ser necesario suministrar medio termico a aquellos intercambiadores 26 de calor del lado de uso que no tengan carga termica (incluido el apagado termico), el correspondiente dispositivo 25 de control de flujo de medio termico cierra el conducto, para que el medio termico no fluya hacia el correspondiente intercambiador 26 de calor del lado de uso. En la Figura 7, se suministra medio termico al intercambiador 26a de calor del lado de uso y al intercambiador 26b de calor del lado de uso, ya que estos intercambiadores de calor del lado de uso tienen cargas termicas. El intercambiador 26c de calor del lado de uso y el intercambiador 26d de calor del lado de uso no tienen carga termica, y los correspondientes dispositivos de control de flujo de medio termico 25c y 25d estan totalmente cerrados. Cuando se genera una carga termica en el intercambiador 26c de calor del lado de uso o en el intercambiador 26d de calor del lado de uso, se pueden abrir el dispositivo 25c de control de flujo de medio termico o el dispositivo 25d de control de flujo de medio termico, para que el medio termico circule.

[Tubenas 4 para refrigerante]

Como se ha descrito mas arriba, el aparato 100 acondicionador de aire segun la realizacion tiene varios modos de funcionamiento. En estos modos de funcionamiento, el refrigerante del lado de fuente de calor fluye a traves de las tubenas 4 para refrigerante que conectan la unidad 1 de exterior y la unidad 3 de enlace de medio termico.

[Tubenas 5]

En algunos modos de funcionamiento ejecutados por el aparato 100 acondicionador de aire segun la realizacion, el medio termico, por ejemplo agua o anticongelante, fluye a traves de las tubenas 5 que conectan la unidad 3 de enlace de medio termico y las unidades 2 de interior.

[Direcciones de flujo de refrigerante y medio termico en el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico]

Como se ha descrito mas arriba, en cualquier modo de funcionamiento, por ejemplo el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, el modo de funcionamiento de solo calefaccion, el modo de funcionamiento principal de refrigeracion y el modo de funcionamiento principal de calefaccion, cuando se utiliza como condensador el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, se hacen fluir en direcciones opuestas el refrigerante y el medio termico, y cuando se utiliza como evaporador el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, se hacen fluir en direcciones paralelas el refrigerante y el medio termico. Es decir, cuando se utiliza como condensador el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, el refrigerante fluye en la direccion desde el segundo dispositivo 18 de conmutacion de flujo de refrigerante hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, y cuando se utiliza como evaporador el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, el refrigerante fluye en la direccion desde el dispositivo 16 de expansion hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico. Por el contrario, en el circuito B de medio termico, con independencia del modo de funcionamiento, el medio termico fluye en la direccion desde el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico hacia las bombas 21. Esto aumentara la eficiencia energetica total de refrigeracion y de calefaccion, y por lo tanto permitira un ahorro de energfa. Mas adelante se describira la diferencia en la eficiencia de calefaccion o de refrigeracion dependiendo de las direcciones de flujo del refrigerante y del medio termico en el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico.

[Fig. 8] La Figura 8 es un diagrama P-h que ilustra un estado de funcionamiento del aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion. En el diagrama P-h (diagrama de presion-entalpfa) de la Figura 8(a), el refrigerante a alta temperatura y alta presion que ha salido del compresor 10 fluye hacia el condensador (intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor o intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico) y se enfna. El refrigerante cruza la lmea de vapor saturado hacia la region bifasica, aumenta gradualmente su proporcion de refrigerante lfquido, se convierte en refrigerante lfquido, y luego se enfna adicionalmente y sale del condensador. El dispositivo 16 de expansion expande el refrigerante, este se convierte en refrigerante bifasico a baja temperatura y baja presion, y fluye hacia el evaporador (el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor o el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico) y se calienta, aumenta gradualmente su proporcion de refrigerante gaseoso, cruza la lmea de Kquido saturado y se convierte en refrigerante gaseoso. Tras calentarse adicionalmente, el refrigerante sale del evaporador y es aspirado nuevamente hacia el compresor. En este caso la temperatura del refrigerante a la salida del compresor 10 es 80 °C, por ejemplo, la temperatura (temperatura de condensacion) del refrigerante del lado de fuente de calor en el condensador en el estado bifasico es 48 °C, por ejemplo, la temperatura a la salida del condensador es 42 °C, por ejemplo, la temperatura (temperatura de evaporacion) del refrigerante del lado de fuente de calor en el evaporador en el estado bifasico es 4 °C, por ejemplo, y la temperatura de aspiracion del compresor 10 es 6 °C, por ejemplo.

Se discute el caso en donde el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico funciona como un condensador; se supone que la temperatura del medio termico que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es 40 °C, y el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico calienta el medio termico hasta 50 °C. En este caso, cuando se hace que el medio termico fluya en la direccion contraria al flujo del refrigerante (en contracorriente), el medio termico a 40 °C que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es calentado primeramente con un refrigerante subenfriado a 42 °C, aumenta ligeramente su temperatura, luego es calentado aun mas con un refrigerante condensado a 48 °C, es calentado finalmente con un refrigerante gaseoso sobrecalentado a 80 °C, aumenta su temperatura hasta 50 °C, que es superior a la temperatura de condensacion, y sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico. La temperatura de subenfriamiento del refrigerante en este momento es 6 °C.

Por el contrario, cuando se hace fluir el medio termico en la misma direccion que el flujo del medio termico (flujo en co-corriente), el medio termico a 40 °C que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es calentado primeramente con un refrigerante gaseoso sobrecalentado a 80 °C, aumenta su temperatura, y luego es calentado aun mas mediante un refrigerante condensado a 48 °C. En consecuencia, la temperatura del medio termico que sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico no supera la temperatura de condensacion. Por lo tanto, no se alcanza la temperatura buscada de 50 °C, y la capacidad de calefaccion en el intercambiador 26 de calor del lado de uso es insuficiente.

El ciclo de refrigeracion con cierto grado de subenfriamiento, por ejemplo de 5 °C a 10 °C, aumenta la eficiencia (COP). Sin embargo, dado que la temperatura del refrigerante no es inferior a la temperatura del medio termico, incluso aunque el medio termico que ha intercambiado calor con el refrigerante condensado a 48 °C en el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico haya subido a 47 °C, por ejemplo, el refrigerante a la salida del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico no baja de 47 °C. El subenfriamiento es, por lo tanto, de 1 °C o inferior, y la eficiencia del ciclo de refrigeracion se reduce.

Por lo tanto, cuando se utiliza como condensador el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, el hacer que el refrigerante del lado de fuente de calor y el flujo de medio termico fluyan en direcciones opuestas aumentara la capacidad de calefaccion y al mismo tiempo aumentara la eficiencia. Ademas, la relacion entre las temperaturas de refrigerante y de medio termico es la misma cuando se utiliza un refrigerante que no se transforma en bifasico en el lado de alta presion y que pasa a un estado supercntico, como el CO². En un enfriador de gas, que corresponde a un condensador para refrigerantes que cambian a bifasicos, cuando se hace que el refrigerante fluya en contracorriente frente al medio termico, la capacidad de calefaccion aumentara junto con la eficiencia.

Se analiza a continuacion el caso en donde el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico funciona como evaporador. Se supone que la temperatura del medio termico que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es 12 °C, y el medio termico es enfriado a 7 °C mediante el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico. En este caso, cuando el medio termico fluye en direccion contraria al flujo del refrigerante, el medio termico que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, a 12 °C, es enfriado primeramente por un refrigerante gaseoso sobrecalentado a 6 °C y despues es enfriado por un refrigerante en evaporacion a 4 °C, llega a 7 °C y sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico. Por el contrario, cuando el medio termico fluye en direccion paralela al flujo del refrigerante, el medio termico que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico a 12 °C es enfriado por un refrigerante en evaporacion a 4 °C y reduce su temperatura, despues es enfriado por un gas sobrecalentado a 6 °C, llega a 7 °C, y sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico.

Cuando fluyen en direcciones opuestas, al existir una diferencia de temperaturas de 3 °C entre la temperatura de salida del medio termico, que es 7 °C, y la temperatura de salida del refrigerante, que es 4 °C, el medio termico puede ser enfriado de forma fiable. Por el contrario, cuando fluyen en paralelo, dado que solo existe una diferencia de temperatura de 1 °C entre la temperatura de salida del medio termico, que es 7 °C, y la temperatura de salida del refrigerante, que es 6 °C, dependiendo de la velocidad de flujo del medio termico, la temperatura de salida del medio termico no se puede enfriar hasta 7 °C; se puede predecir una cierta cafda de la capacidad de refrigeracion. Sin embargo, en lo que respecta al evaporador, la eficiencia es mejor cuando no existe sustancialmente sobrecalentamiento, y se regula el sobrecalentamiento para que valga aproximadamente de 0 a 2 °C. En consecuencia, no es tan grande la diferencia entre las capacidades de refrigeracion cuando el flujo va direcciones opuestas y cuando el flujo va en direcciones paralelas.

La presion del refrigerante en el evaporador es mas baja que en el condensador, por lo que la densidad es menor y es mas probable que ocurra una perdida de presion. En la Figura 8(b) se muestra un diagrama P-h cuando existe perdida de presion en el evaporador. Suponiendo que la temperatura del refrigerante en el punto medio del evaporador es 4 °C, que es la misma temperatura que cuando no existe perdida de presion, entonces la temperatura del refrigerante en la entrada del evaporador sera 6 °C, por ejemplo, la temperatura del refrigerante que se convierte en gas saturado en el evaporador sera 2 °C, por ejemplo, y la temperatura de aspiracion del compresor sera 4 °C, por ejemplo. En este estado, cuando el medio termico fluye en direccion contraria al flujo del refrigerante, el medio termico que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico a 12 °C es enfriado primeramente por un gas refrigerante sobrecalentado a 4 °C, despues es enfriado por un refrigerante en evaporacion que cambia su temperatura de 2 °C a 6 °C por la perdida de presion, es enfriado por ultimo por el refrigerante a 6 °C, llega a 7 °C y sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico. Por el contrario, cuando el medio termico fluye en direccion paralela al flujo del refrigerante, el medio termico que fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico a 12 °C es enfriado por un refrigerante en evaporacion a 6 °C, reduce su temperatura, despues reduce aun mas su temperatura en lmea con el refrigerante, que reduce su temperatura de 6 °C a 2 °C por perdida de presion. Por ultimo, el refrigerante a 6 °C y el medio termico a 7 °C salen del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico.

En este estado, la eficiencia de refrigeracion es sustancialmente la misma cuando se encuentran en direcciones de flujo en contracorriente y cuando se encuentran en direcciones de flujo paralelas. Ademas, si la perdida de presion del refrigerante en el evaporador aumenta todavfa mas, se puede mejorar la eficiencia de refrigeracion si se hacen fluir en paralelo. Por lo tanto, cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico se utiliza como evaporador, el refrigerante y el medio termico pueden fluir en direcciones opuestas o en direcciones paralelas.

A partir de lo anterior, y teniendo en cuenta que el medio termico que circula en el circuito B de medio termico fluye en una direccion constante y cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico se utiliza como condensador, el flujo se efectua a contracorriente, entonces, si se hace que el flujo vaya en direccion paralela cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico se utiliza como evaporador, se puede incrementar la eficiencia global de calefaccion y refrigeracion.

[Modo de recogida de aceite]

La Figura 9 es un diagrama que ilustra una estructura de un intercambiador de calor de placas de un aparato acondicionador de aire segun la realizacion de la invencion. En la Figura 9 se muestra un intercambiador de calor de placas como ejemplo del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico. Un intercambiador de calor de placas consiste en capas superpuestas de multiples chapas metalicas (placas), y estan formados de manera alterna entre las placas un conducto para refrigerante (conducto del lado del refrigerante) en el cual fluye a su traves un refrigerante del lado de fuente de calor (refrigerante), y un conducto para medio termico en el cual fluye a su traves un medio termico. Ademas, el intercambiador de calor de placas esta configurado de manera que el refrigerante y el medio termico fluyen de manera alterna entre las placas, y el refrigerante y el medio termico intercambian calor a traves de cada placa. Observese que en las Figuras 9(a) y (b) el conducto para refrigerante esta dispuesto para que sea sustancialmente vertical, y el lado superior del papel es la parte superior y el lado inferior es la parte inferior.

Cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico se utiliza como condensador, como se ha mencionado mas arriba, el refrigerante y el medio termico deben fluir en direcciones opuestas. Cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es un intercambiador de calor de placas, mientras funciona como condensador la disposicion de las tubenas debe ser tal que el refrigerante fluya a traves del conducto para refrigerante desde la parte superior hacia la parte inferior y el medio termico fluya desde la parte inferior hacia la parte superior, como se muestra en la Figura 9(a). Cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico funciona como condensador, un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico y se condensa para dar un refrigerante bifasico, que aumenta gradualmente su proporcion de refrigerante lfquido, y finalmente sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico en forma de refrigerante lfquido. Al tener el refrigerante lfquido una densidad mayor (ser mas pesado) que el refrigerante gaseoso, cuando se configura el flujo en direccion vertical en el condensador y cuando se hace fluir el refrigerante hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico desde la parte superior y salir desde la parte inferior del mismo, entonces se puede utilizar la energfa potencial gravitatoria del refrigerante lfquido que cae y, en consecuencia, se puede reducir el gasto energetico para el transporte y se puede mejorar la eficiencia de funcionamiento. Por lo tanto, mientras funcione como condensador, se hace que el refrigerante fluya hacia la parte superior del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico y salga desde la parte inferior del mismo. Observese que cuando se utiliza un refrigerante que pasa a un estado supercntico, como el CO², el refrigerante no se transforma en un refrigerante bifasico en el lado de alta presion, y el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico se convierte en un enfriador de gas. Incluso en este caso, la densidad del refrigerante se hace mayor (se vuelve mas pesado) cuando el refrigerante se enfna y, por lo tanto, sigue siendo valido eso mismo. Cabe senalar que, en la descripcion que sigue, el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico que funciona como condensador incluye el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico que funciona como enfriador de gas.

Por otro lado, cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico funciona como evaporador, la disposicion de las tubenas debe ser tal que el refrigerante fluya a traves del conducto para refrigerante desde la parte inferior hacia la parte superior y el medio termico fluya desde la parte inferior hacia la parte superior, como se muestra en la Figura 9(b). Mientras el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico funcione como evaporador, fluye hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico un refrigerante bifasico a baja temperatura y baja presion y se evapora, aumentando gradualmente su proporcion de refrigerante gaseoso, y finalmente sale del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico como refrigerante gaseoso. Al tener el refrigerante Kquido una densidad mayor (ser mas pesado) que el refrigerante gaseoso, cuando se configura el flujo en direccion vertical en el evaporador y cuando se hace fluir el refrigerante hacia el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico desde la parte inferior y salir por la parte superior del mismo, entonces se puede utilizar la flotabilidad del refrigerante gaseoso que asciende y, en consecuencia, se puede reducir el gasto energetico para el transporte y se puede mejorar la eficiencia de funcionamiento. Dado que el intercambiador de calor de placas que funciona como evaporador debe tener refrigerante en un estado bifasico distribuido entre cada placa, si se hace que el refrigerante fluya desde la parte superior del intercambiador de calor de placas, la distribucion del refrigerante no sera uniforme debido a la influencia de la gravedad (entrara mas refrigerante Kquido en la placa cercana a la entrada) y, por lo tanto, la tasa de intercambio de calor se vera afectada. Por lo tanto, mientras funcione como evaporador, se hace que el refrigerante fluya hacia la parte inferior del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico y salga desde la parte superior del mismo.

Ademas, por su estructura, en un intercambiador de calor de placas resulta mas eficiente que se haga fluir el refrigerante en la direccion vertical (perpendicular). Cuando se utiliza el intercambiador de calor de placas en un angulo mayor que el angulo horizontal, por ejemplo ligeramente inclinado con respecto al estado vertical, la capacidad de intercambio de calor disminuira. Sin embargo, el intercambiador de calor de placas se puede utilizar con una ligera inclinacion cuando se precise rebajar la altura. Ademas, en este caso, las direcciones de flujo del refrigerante y del medio termico coinciden y, cuando funciona como condensador, se puede hacer que el refrigerante fluya desde la parte superior hacia la parte inferior y, cuando funciona como evaporador, se puede hacer que el refrigerante fluya desde la parte inferior a la parte superior.

En las tubenas 4 para refrigerante del ciclo de refrigeracion (circuito de refrigerante), fluye a traves de las mismas, junto con el refrigerante, aceite de maquina refrigeradora que lubrica y sella el compresor 10. Por lo que hace al aceite para la maquina refrigeradora, se utilizan polialquilbencenos, esteres de poliol o similares. En las tubenas 4 para refrigerante y los intercambiadores 5 de calor relacionados con el medio termico, cuando se configura una corriente ascendente de refrigerante que fluye desde la parte inferior hacia la parte superior, si la velocidad de flujo del refrigerante es igual o mayor que una cierta velocidad (velocidad de penetracion cero), entonces el aceite de maquina refrigeradora depositado en la pared interna de las tubenas 4 para refrigerante o en los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico asciende, venciendo su propio peso. Sin embargo, si la velocidad de flujo del refrigerante es igual o menor que una cierta velocidad (velocidad de penetracion cero), entonces el aceite de maquina refrigeradora no puede ascender y vencer su propio peso, y el aceite se estanca en las tubenas 4 para refrigerante o en los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico. Utilizando el diametro interno de las tubenas 4 para refrigerante o el diametro equivalente del conducto para refrigerante en los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico, asf como el valor de estado del refrigerante vapor-lfquido, se puede calcular esta velocidad Ug* de penetracion cero mediante la formula emprnca de Wallis, expresada por la siguiente ecuacion (1).

[Formula 1]

(c: coeficiente, g: aceleracion de la gravedad (= 9,8)[m/s2], d: diametro interno de la tubena para refrigerante o diametro equivalente del conducto para refrigerante en el intercambiador de calor relacionado con el medio termico [m], pg: densidad del refrigerante gaseoso [kg/m3], paceite: densidad del aceite de maquina refrigeradora [kg/m3])

Por otro lado, la velocidad Ug del refrigerante en el intercambiador de calor de placas se puede obtener mediante la siguiente ecuacion (2).

[Formula 2]

(Gr: caudal masico del refrigerante, pg: densidad gaseosa del refrigerante [kg/m3], Ap: valor total del area de la seccion transversal del conducto para refrigerante en el intercambiador de calor de placas [m2])

Se presentaran a continuacion dos ejemplos que ilustran la velocidad de penetracion cero y la velocidad de flujo de refrigerante en el intercambiador de calor de placas. Observese que el coeficiente c en la ecuacion (1) vale 1,0. Primeramente se analizara, como primer ejemplo, un caso en donde las dimensiones internas del intercambiador de calor de placas son 90 mm de ancho, 58,75 mm de fondo y 231 mm de alto, la separacion entre placas (dimension interna) mide 1,85 mm y el numero de placas es 25. Tengase en cuenta que el area Ai de la seccion transversal de un conducto para refrigerante es la siguiente.

[Formula 3]

Ademas, el diametro equivalente d de un conducto en el intercambiador de calor de placas se obtiene mediante la siguiente ecuacion.

[Formula 4]

Suponiendo que se emplea R410A como refrigerante, por ejemplo, y que la temperatura de evaporacion del refrigerante es 4 °C, entonces la densidad de gas saturado del refrigerante sera 34,6 kg/m3. Suponiendo que para cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico se utilizan dos intercambiadores de calor de placas, lo que suma cuatro intercambiadores de calor de placas, que los intercambiadores de calor relacionados con el medio termico estan conectados en paralelo mientras estan en uso (funcionamiento de solo refrigeracion), que se genera una potencia de aproximadamente 28 kW, que la sequedad del refrigerante en la entrada del evaporador es 0,2 y que el refrigerante se encuentra a la salida en un estado de gas saturado, entonces la cantidad de calor de evaporacion en el evaporador sera 0,8 veces 216 kJ/kg, siendo 216 kJ/kg la cantidad de calor latente del R410A a 4 °C, y el caudal masico Gr del refrigerante que fluye por un unico intercambiador de calor de placas sera 0,0405 kg/s (145,8 kg/h), obtenido por la siguiente ecuacion.

[Formula 5]

Con lo anterior, y utilizando la ecuacion (2), la velocidad de flujo del refrigerante alcanza 0,56 m/s, como se obtiene en la siguiente ecuacion.

[Formula 6]

Por otro lado, suponiendo que la densidad del aceite de maquina refrigeradora es 960 kg/m3, entonces la velocidad de penetracion cero sera 0,98 m/s, como se obtiene en la siguiente ecuacion.

[Formula 7]

En consecuencia, la velocidad de flujo del refrigerante es menor que la velocidad de penetracion cero. Por lo tanto, el aceite de maquina refrigeradora se estancara en el intercambiador de calor de placas, y no regresara al compresor 10. Cuando esta situacion se prolonga por mucho tiempo, no esta asegurado el aceite de maquina refrigeradora que se requiere en el compresor 10 y existe un riesgo de que se caliente excesivamente el compresor por falta de aceite. En tal caso, se requiere un funcionamiento que recoja aceite en el condensador 10 expulsando el aceite de maquina refrigeradora presente en el intercambiador de calor de placas.

[Recogida de aceite por aumento de la velocidad de flujo del refrigerante]

En este caso se analiza el recoger aceite mediante el aumento de la velocidad de flujo del refrigerante en el intercambiador de calor de placas. Para lograrlo, la velocidad de flujo del refrigerante debe ser 1,75 veces o mas (= 0,98/0,56).

En el modo de funcionamiento principal de refrigeracion ilustrado en la Figura 6 o en el modo de funcionamiento principal de calefaccion ilustrado en la Figura 7, el refrigerante fluye hacia los intercambiadores 15b y 15a de calor relacionados con el medio termico, en serie. Si se compara con el modo de funcionamiento de solo refrigeracion ilustrado en la Figura 4 o con el modo de funcionamiento de solo calefaccion ilustrado en la Figura 5, en los cuales el refrigerante fluye hacia los intercambiadores 15b y 15a de calor relacionados con el medio termico, en paralelo, la velocidad de flujo del refrigerante es aproximadamente el doble de rapida. Por consiguiente, en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion y en el modo de funcionamiento principal de calefaccion, la velocidad de flujo del refrigerante supera la velocidad de penetracion cero y, por consiguiente, no se estancara aceite de maquina refrigeradora en los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico. Sin embargo, la velocidad de flujo del refrigerante depende de la carga termica y, por lo tanto, se ejecutara el modo de recogida de aceite que se describe a continuacion.

Espedficamente, en el modo de funcionamiento principal de calefaccion o el modo de funcionamiento principal de refrigeracion mencionados en lo que antecede, se suma el tiempo de funcionamiento transcurrido, y cuando el tiempo sumado alcanza un valor preestablecido (90 minutos, por ejemplo), se fija el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion en un grado mayor que el del estado estable (un estado anterior a la ejecucion del modo de recogida de aceite) (por ejemplo, 1,3 veces mayor que el grado de apertura en el estado estable). La operacion se realiza durante un penodo de tiempo fijo en estas condiciones. La velocidad de flujo del refrigerante en los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico aumenta, y el aceite de maquina refrigeradora estancado es expulsado de los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico y devuelto (recogido) al compresor 10. Observese que la suma de tiempo se restablece a cero una vez ejecutado el modo de recogida de aceite, y que la anterior operacion se realiza cada vez que el tiempo sumado alcanza el valor preestablecido.

En el modo de funcionamiento de solo refrigeracion ilustrado en la Figura 4 o en el modo de funcionamiento de solo calefaccion ilustrado en la Figura 5, el modo de recogida de aceite se ejecutara de la siguiente manera. En el modo de funcionamiento de solo refrigeracion o en el modo de funcionamiento de solo calefaccion descritos mas arriba, se suma el tiempo de funcionamiento transcurrido, y cuando el tiempo sumado alcanza un valor preestablecido, se fija el grado de apertura del dispositivo 15a o 15b de expansion correspondiente a uno de los intercambiadores 16a o 16b de calor relacionados con el medio termico, en un grado menor que el del estado estable (el estado anterior a la ejecucion del modo de recogida de aceite), y se fija el grado de apertura del dispositivo 15a o 15b de expansion correspondiente al otro de los intercambiadores 16a o 16b de calor relacionados con el medio termico en un grado mayor que el del estado estable. La operacion se realiza durante un penodo de tiempo fijo en estas condiciones. La velocidad de flujo del refrigerante en el intercambiador 15a o 15b de calor relacionado con el medio termico correspondiente al dispositivo 16 de expansion en el que se ha fijado un grado de apertura grande aumenta, y el aceite de maquina refrigeradora que se habfa estancado en el antedicho intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, se recoge en el compresor 10. Observese que la suma de tiempo se restablece a cero una vez ejecutado el modo de recogida de aceite, y que la anterior operacion se realiza cada vez que el tiempo sumado alcanza el valor preestablecido.

Por ejemplo, el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion correspondiente al intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico es totalmente cerrado, y el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion correspondiente al intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico se fija en mas que el del estado estable (1,8 veces, por ejemplo). En este caso, todo el refrigerante fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico y la velocidad de flujo del refrigerante en el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico llega a ser el doble o mas. Por consiguiente, el aceite de maquina refrigeradora es expulsado del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico y puede volver al compresor 10. En este caso, una vez expulsado el aceite de maquina refrigeradora del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, se regulan los dispositivos 16a y 16b de expansion de manera que el refrigerante fluya principalmente hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico. En consecuencia, la velocidad de flujo del refrigerante en el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico aumenta, y se expulsa del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico el aceite de maquina refrigeradora. Como antes, al expulsar por turnos el aceite de maquina refrigeradora de cada uno de los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico, se puede devolver al compresor 10 (recoger) el aceite de maquina refrigeradora que estaba estancado en toda la pluralidad de intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico.

Ademas, en el modo de funcionamiento de solo refrigeracion o en el modo de funcionamiento de solo calefaccion, se puede ejecutar el siguiente modo de recogida de aceite. En el modo de funcionamiento de solo refrigeracion mencionado mas arriba, se suma el tiempo de funcionamiento transcurrido y, cuando el tiempo sumado alcanza un valor preestablecido, se conmuta el segundo dispositivo 18b de conmutacion de flujo de refrigerante de modo que el conducto para refrigerante sea el mismo conducto que el conducto para refrigerante del modo de funcionamiento principal de refrigeracion. El grado de apertura del dispositivo 16b de expansion se fija para que sea mayor que el grado de apertura del estado estable, y la operacion se realiza durante un penodo de tiempo fijo. Esto aumentara la velocidad de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico, y sera posible recoger el aceite de maquina refrigeradora que estaba estancado en el compresor 10. En el modo de funcionamiento de solo calefaccion mencionado mas arriba, se suma el tiempo de funcionamiento transcurrido y, cuando el tiempo sumado alcanza un valor preestablecido, se conmuta el segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante de modo que el conducto para refrigerante sea el mismo conducto que el conducto para refrigerante del modo de funcionamiento principal de calefaccion. El grado de apertura del dispositivo 16b de expansion se fija para que sea mayor que el grado de apertura del estado estable, y la operacion se realiza durante un penodo de tiempo fijo. Esto aumentara la velocidad de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico, y sera posible recoger el aceite de maquina refrigeradora que estaba estancado en el compresor 10.

Al implementar el modo de recogida de aceite anterior, incluso cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es un intercambiador de calor de placas en el cual el refrigerante fluye en direccion vertical, e incluso cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es un intercambiador de calor de doble tubena o un intercambiador de calor de microcanales en el cual el refrigerante fluye en direccion horizontal, se puede devolver al compresor 10 el aceite de maquina refrigeradora del intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico.

[Recogida de aceite por conmutacion de la direccion de flujo del refrigerante]

A continuacion se analizara, como segundo ejemplo, un caso en donde las dimensiones internas del intercambiador de calor de placas, que es un intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico, son 90 mm de ancho, 117,5 mm de fondo y 231 mm de alto, la separacion entre placas (dimension interna) mide 1,85 mm y el numero de placas es 50. En este caso, el numero de placas es el doble si se compara con el primer ejemplo antes mencionado, y lo demas es igual. Por lo tanto, la velocidad de flujo del refrigerante es la mitad que en el primer ejemplo, y alcanza 0,28 m/s. En tal caso, para recoger aceite por aumento de la velocidad de flujo del refrigerante en el intercambiador de calor de placas, la velocidad de flujo del refrigerante debe ser 3,5 veces o mas (= 0,98/0,28), y resulta diffcil recoger el aceite con la operacion descrita mas arriba en el primer ejemplo. Por lo tanto, se requiere recoger el aceite por un metodo diferente. Debe senalarse que la descripcion se referira a un caso en donde el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es un intercambiador de calor de placas, pero no esta limitado a ello, e incluso con un intercambiador de calor con una configuracion distinta, siempre que el conducto para el refrigerante este configurado desde la parte inferior a la parte superior cuando se usa como evaporador, seguira siendo valida. Sin embargo, el metodo que sigue no es factible para intercambiadores de calor en los cuales el conducto para refrigerante esta configurado en direccion horizontal.

En lo que respecta al intercambiador de calor de placas, cuando funciona como evaporador el refrigerante fluye desde la parte inferior hasta la parte superior, y cuando funciona como condensador, fluye desde la parte superior a la parte inferior. Cuando el refrigerante fluye desde la parte superior haca la parte inferior, debido al efecto de la gravedad, con independencia de la velocidad de flujo del refrigerante, es diffcil que el aceite de maquina refrigeradora se estanque en el intercambiador de calor de placas, y el aceite es expulsado del mismo. Por lo tanto, cuando a un intercambiador de calor de placas que funciona como evaporador se le cambia a que funcione como condensador, el aceite de maquina refrigeradora del intercambiador de calor de placas sera expulsado del mismo. Si el interior de las tubenas de conexion en la entrada y la salida del intercambiador de calor de placas esta disenado para que la velocidad de flujo del refrigerante dentro del mismo sea igual o mayor que la velocidad de penetracion cero, y si el aceite de maquina refrigeradora es expulsado del intercambiador de calor de placas, entonces el aceite de maquina refrigeradora sera devuelto al compresor 10. Ademas, el tiempo necesario para que el refrigerante se desplace desde el extremo superior hasta el extremo inferior se determina dividiendo la altura del intercambiador de calor de placas, 231 mm, por la velocidad de flujo del refrigerante, 0,28 m/s, lo que da 0,8 segundos. Incluso aunque la velocidad de desplazamiento del aceite de maquina refrigeradora sea una fraccion mas lenta que la velocidad de flujo del refrigerante, cuando se hace que el refrigerante pase desde la parte superior hacia la parte inferior, el aceite de maquina refrigeradora sera expulsado del intercambiador de calor de placas en cuestion de segundos. Se describiran a continuacion un primer modo de funcionamiento de recogida de aceite y un segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite que recogen aceite al cambiar la direccion de flujo del anterior refrigerante.

[Primer modo de funcionamiento de recogida de aceite]

Se describira una operacion en el modo de funcionamiento principal de calefaccion. En este caso, dado que solo uno de los intercambiadores de calor de placas (intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico) esta funcionando como evaporador, se hara que el intercambiador de calor de placas que funciona como evaporador pase a funcionar como condensador. En este caso se ejecuta el primer modo de funcionamiento de recogida de aceite en el cual se hace que el intercambiador de calor de placas que funciona como evaporador (intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico) funcione como condensador al enviar al mismo un refrigerante a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10. Espedficamente, se hace que el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico funcione como condensador conmutando el segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante para que el conducto de refrigerante sea el mismo que en el modo de funcionamiento de solo calefaccion ilustrado en la Figura 5. En este primer modo de funcionamiento de recogida de aceite, ambos intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico funcionan como condensadores y, por lo tanto, el aceite de maquina refrigeradora presente en el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como evaporador durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion es expulsado de la unidad 3 de enlace de medio termico a traves del dispositivo todo o nada 17b, y devuelto al compresor 10.

En este caso, en analogfa con el modo de funcionamiento de solo calefaccion, se puede regular el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion de manera que el subenfriamiento (grado de subenfriamiento), obtenido como la diferencia entre la temperatura de saturacion calculada a partir de la presion detectada por el sensor 36 de presion y la temperatura detectada por el tercer sensor 35b de temperatura sea constante. Ademas, como se ha descrito mas arriba, el tiempo de operacion del primer modo de funcionamiento de recogida de aceite requiere solo escasos segundos (10 segundos, por ejemplo), y el grado de apertura durante el primer modo de funcionamiento de recogida de aceite puede ser fijo. Por ejemplo, se guarda el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion conectado al intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como condensador durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion, y se fija el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion para que sea sustancialmente igual al grado de apertura del dispositivo 16b de expansion. Si se hace lo anterior, no se producira oscilacion en el dispositivo 16 de expansion y se podra ejecutar un funcionamiento estable de recogida de aceite. Cabe senalar que, con este metodo, la temperatura del medio termico que intercambia calor en el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico es baja (7 °C, por ejemplo), y la cantidad de intercambio de calor aumenta repentinamente y, con ello, la presion del refrigerante en el lado de alta presion desciende. Por esta causa, la temperatura de saturacion del refrigerante en el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como condensador durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion desciende. Cuando la temperatura de saturacion de este refrigerante sea superior a la temperatura del medio termico (45 °C, por ejemplo), el refrigerante se condensara y el funcionamiento sera el normal. Sin embargo, cuando la temperatura sea inferior a la temperatura del medio termico, la temperatura del refrigerante (80 °C, por ejemplo) en la entrada del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico unicamente se reducira hasta la temperatura del medio termico (45 °C, por ejemplo) y no alcanzara su temperatura de saturacion. Por lo tanto, el refrigerante puede salir del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico en forma de un refrigerante gaseoso sin ningun cambio de estado. Como se ha indicado mas arriba, dependiendo de la temperatura de saturacion del refrigerante, el estado del refrigerante que pasa a traves del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico cambia. En consecuencia, en algunos casos, se puede producir oscilacion del refrigerante, lo que no permite la estabilidad. Sin embargo, no se producira ningun problema si el grado de apertura del dispositivo 16 de expansion es fijo.

Ademas, durante el primer modo de funcionamiento de recogida de aceite, el conducto para refrigerante es el mostrado en la Figura 5 y se hace fluir el refrigerante por separado a cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico. Por consiguiente, el caudal de refrigerante en cada intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico es menor si se compara con el caudal de refrigerante en los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion. Asf pues, en este primer modo de funcionamiento de recogida de aceite se ha descrito un caso en donde se fija el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion con el mismo grado de apertura que el del dispositivo 16b de expansion. No obstante, se pueden configurar los grados de apertura de los dispositivos 16a y 16b de expansion para que sean un poco menores en comparacion con el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion durante el funcionamiento principal de calefaccion (por ejemplo, un grado de apertura de 80 por ciento del grado de apertura del dispositivo 16b de expansion durante el funcionamiento principal de calefaccion). En consecuencia, el ciclo de refrigeracion sera estable. Sin embargo, debido a que el tiempo de funcionamiento del primer modo de funcionamiento de recogida de aceite es corto, no surgiran problemas con ninguno de los grados de apertura. Como alternativa, puesto que el tiempo de funcionamiento es corto, incluso cuando se fijan los grados de apertura de los dispositivos 16a y ^{1 6}b de expansion en grados de apertura que se han guardado de antemano en el sistema, no se presentara ningun problema. Debe senalarse que en la descripcion que sigue del segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite, aparte de cuando se hace una descripcion del metodo de ajuste del dispositivo 16 de expansion, el metodo de ajuste sera el mismo que el del primer modo de funcionamiento de recogida de aceite.

Ademas, dado que solo el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico funciona como evaporador durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion, se puede hacer cambiar el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico para que funcione como condensador, y se puede ejecutar otro primer modo de funcionamiento de recogida de aceite en el cual no se hace fluir ningun refrigerante o bien se emplea una velocidad de flujo reducida en el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico. Por ejemplo, y tal como se muestra en la Figura 10, se puede hacer conmutar el segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante para que el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico funcione como condensador, y fijar el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion para que este totalmente cerrado o bien reducido hasta un grado de apertura lo suficientemente bajo para detener o reducir el caudal del refrigerante que fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico. En este caso se puede guardar el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion conectado al intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como condensador durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion, se puede configurar el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion para que sea sustancialmente el mismo que el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion, y se puede fijar el grado de apertura en el primer modo de funcionamiento de recogida de aceite. Si se hace lo anterior, no se producira oscilacion en el dispositivo 16 de expansion y se podra ejecutar un funcionamiento estable de recogida de aceite.

[Segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite]

Se describira a continuacion un funcionamiento en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion. En este caso, dado que solo uno de los intercambiadores de calor de placas (intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico) esta funcionando como evaporador, se hara que el intercambiador de calor de placas que funciona como evaporador pase a funcionar como condensador. La forma mas facil consiste en cambiar el primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante para permitir que el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor funcione como evaporador, y hacer que el refrigerante fluya del mismo modo que en el modo de funcionamiento de solo calefaccion. Como se ha mencionado mas arriba, se requiere efectuar el funcionamiento de recogida del aceite de maquina refrigeradora por cambio del intercambiador de calor de placas de evaporador a condensador solo durante escasos segundos. Para evitar que la capacidad de refrigeracion o la capacidad de calefaccion caigan despues de volver al anterior modo de funcionamiento desde el funcionamiento de recogida de aceite, es preferible que no se haga conmutar el primer dispositivo de conmutacion de flujo de refrigerante. En el modo de funcionamiento principal de refrigeracion, para establecer un ciclo de refrigeracion mientras el intercambiador de calor 12 del lado de fuente de calor funciona como condensador, uno de los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico debe funcionar como evaporador. Sin embargo, en este caso el aceite de maquina refrigeradora se estanca en el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico que funciona como evaporador, y no se puede recoger el aceite de maquina refrigeradora.

Aqrn se ejecuta el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite en el cual se hace que el intercambiador de calor de placas que funciona como evaporador (intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico) funcione como condensador, mediante el envfo de un refrigerante a alta temperatura y alta presion mientras el intercambiador 12 de calor del lado de fuente esta funcionando como condensador. Espedficamente, y tal como se muestra en la Figura 11, aunque el estado de conmutacion del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante se mantiene tal cual, se regula el estado de conmutacion del segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante para hacer que el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como evaporador funcione como condensador, mediante el envfo al mismo de un refrigerante a alta temperatura y alta presion. En este segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite, ambos intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico funcionan como condensadores y, por lo tanto, el aceite de maquina refrigeradora presente en el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como evaporador durante el modo de funcionamiento principal de refrigeracion es expulsado de la unidad 3 de enlace de medio termico a traves del dispositivo todo o nada 17b y devuelto al compresor 10. En este segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite, dado que no hay intercambiador de calor que funcione como evaporador, el compresor 10 se encuentra en un funcionamiento con retroceso de lfquido en el cual el refrigerante lfquido fluye de vuelta hacia el mismo. Sin embargo, solo se requiere que el tiempo de funcionamiento del segundo modo de recogida de aceite dure escasos segundos (10 segundos, por ejemplo), por lo que el lfquido refrigerante queda en el acumulador 19. Por consiguiente, la cantidad de lfquido refrigerante que fluye de vuelta al compresor 10 no aumenta mucho, y no se presentara ningun problema.

Ademas, durante el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite se puede fijar el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion. Por ejemplo, se guarda el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion conectado al intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como condensador durante el modo de funcionamiento principal de refrigeracion, y se fija el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion para que sea sustancialmente igual al grado de apertura del dispositivo 16b de expansion y se fija el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion para que sustancialmente igual al grado de apertura del dispositivo 16b de expansion. Si se hace lo anterior, no se producira oscilacion en el dispositivo 16 de expansion y se podra ejecutar un funcionamiento estable de recogida de aceite. Ademas, con este metodo la temperatura del medio termico que intercambia calor en el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico es baja (7 °C, por ejemplo), y la cantidad de intercambio de calor aumenta repentinamente y, con ello, la presion del refrigerante en el lado de alta presion desciende. En consecuencia, la temperatura de saturacion del refrigerante en el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como condensador durante el funcionamiento principal de refrigeracion disminuye, y existe la posibilidad de que un refrigerante con una temperatura de saturacion inferior a la temperatura del medio termico (45 °C, por ejemplo) intercambie calor con el mismo para fluir hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico. En este caso, aunque el flujo de refrigerante en el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico es el de un condensador, el intercambiador de calor relacionado con el medio termico funciona en realidad como evaporador, enfriando el medio termico. No obstante, la diferencia de temperatura entre la temperatura de saturacion de este refrigerante y la temperatura del medio termico no es grande y, ademas, el tiempo de funcionamiento del segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite es corto, por lo que no se producira ningun problema particular.

Ademas, dado que unicamente el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico funciona como evaporador durante el modo de funcionamiento principal de refrigeracion, se puede hacer cambiar el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico a que funcione como condensador, y se puede ejecutar otro segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite en el cual no se hace fluir ningun refrigerante o bien se emplea una velocidad de flujo reducida en el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico. Por ejemplo, y tal como se muestra en la Figura 12, se puede hacer conmutar el segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante para que el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico funcione como condensador, y fijar el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion para que este totalmente cerrado o bien reducido hasta un grado de apertura lo suficientemente bajo para detener o reducir el caudal del refrigerante que fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico. En este caso se puede guardar el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion conectado al intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico que ha estado funcionando como condensador durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion, se puede configurar el grado de apertura del dispositivo 16a de expansion para que sea sustancialmente el mismo que el grado de apertura del dispositivo 16b de expansion, y se puede fijar el grado de apertura mientras se encuentra en el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite. Si se hace lo anterior, no se producira oscilacion en el dispositivo 16 de expansion y se podra ejecutar un funcionamiento estable de recogida de aceite. Dado que con este metodo no habra refrigerante que fluya en el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico no funcionara como evaporador ni enfriara el medio termico, y no se producira desperdicio de calor. Con este metodo, tambien se producira en el compresor 10 un flujo de retroceso de lfquido, pero solo se requiere que el tiempo de funcionamiento dure escasos segundos (10 segundos, por ejemplo), por lo que el refrigerante lfquido se almacena en el acumulador 19. En consecuencia, la cantidad de refrigerante lfquido que fluye de regreso al compresor 10 no aumenta mucho, y no se presentara ningun problema.

Se describira a continuacion un funcionamiento en el modo de funcionamiento de solo refrigeracion. En este caso, dado que todos los intercambiadores de calor de placas (intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico) funcionan como evaporadores, se hara que todos los intercambiadores de calor de placas que funcionan como evaporadores funcionen como condensadores. Aqrn, como en el caso anterior, se ejecuta el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite en el cual se hace que los intercambiadores de calor de placas que funcionan como evaporadores (intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico) funcionen como condensadores mediante el envfo de refrigerante a alta temperatura y alta presion a los mismos, mientras el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor esta funcionando como condensador. Espedficamente, y tal como se muestra en la Figura 11, aunque el estado de conmutacion del primer dispositivo 11 de conmutacion de flujo de refrigerante se mantiene tal cual, se regula el estado de conmutacion de los segundos dispositivos 18a y 18b de conmutacion de flujo de refrigerante de manera que se hace que los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico que han estado funcionando como evaporadores funcionen como condensadores, mediante el envfo a los mismos de un refrigerante a alta temperatura y alta presion. En este segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite, ambos intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico funcionan como condensadores y, por lo tanto, el aceite de maquina refrigeradora presente en los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico que han estado funcionando como evaporadores durante el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, es expulsado de la unidad 3 de enlace de medio termico a traves del dispositivo todo o nada 17b y devuelto al compresor 10. En este segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite, dado que no hay ningun intercambiador de calor que funcione como evaporador, el compresor 10 se encuentra en un funcionamiento con retroceso de lfquido en el cual el refrigerante lfquido fluye de vuelta hacia el mismo. Sin embargo, solo se requiere que el tiempo de funcionamiento del segundo modo de recogida de aceite dure escasos segundos (10 segundos, por ejemplo), por lo que el lfquido refrigerante queda en el acumulador 19. Por consiguiente, la cantidad de lfquido refrigerante que fluye de vuelta al compresor 10 no aumenta mucho, y no se presentara ningun problema.

Aqrn, los grados de apertura de los dispositivos 16a y 16b de expansion se fijan en un valor que ha sido guardado de antemano en el sistema, y durante el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite, los grados de apertura son fijos. Este valor se puede determinar, por ejemplo, a traves de un experimento que mida el cambio de presion alta y baja durante el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite y mida la cantidad de lfquido que ha fluido de vuelta al acumulador.

Ademas, como se ha mencionado mas arriba, habra un intercambiador de calor de placas (intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico) que funcione como evaporador durante el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, el modo de funcionamiento principal de refrigeracion y el modo de funcionamiento principal de calefaccion. En consecuencia, el momento de ejecucion del primer modo de funcionamiento de recogida de aceite o del segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite se presenta cuando se suma el tiempo transcurrido (el penodo de tiempo de funcionamiento como evaporador) del modo de funcionamiento de solo refrigeracion, el modo de funcionamiento principal de refrigeracion o el modo de funcionamiento principal de calefaccion, y cuando el tiempo sumado alcanza un valor preestablecido (90 minutos, por ejemplo). El primer modo de funcionamiento de recogida de aceite o el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite se ejecutan durante un penodo de tiempo fijo (por ejemplo, unas pocas decenas de segundos, por ejemplo 10 segundos).

Por otro lado, durante el modo de funcionamiento de solo calefaccion, dado que todos los intercambiadores de calor de placas (intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico) estan funcionando como condensadores, no se estancara aceite de maquina refrigeradora en los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico. Por lo tanto, cuando se funciona en el modo de funcionamiento de solo calefaccion, se restablece a cero el tiempo que se ha sumado hasta entonces, y se reanudara la suma del tiempo cuando se encuentre en el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, el funcionamiento principal de refrigeracion o el modo de funcionamiento principal de calefaccion.

Debe senalarse que, aunque se ha descrito el modo de recogida de aceite con R410A, que cambia a bifasico en el lado de alta presion, se pueden aplicar de la misma manera refrigerantes tales como el CO², que pasa a un estado cntico en el lado de alta presion, y se puede ejercer el mismo efecto.

Ademas, dado que el modo de recogida de aceite puede recoger el aceite de maquina refrigeradora con un funcionamiento de escasos segundos, solo se conmuta el conducto para refrigerante y no se conmuta el conducto para medio termico.

Como se ha descrito mas arriba, en el aparato 100 acondicionador de aire segun la realizacion, en relacion con cada modo de funcionamiento, se ejecuta el modo de recogida de aceite que aumenta la velocidad de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico. Como alternativa, con respecto a cada modo de funcionamiento se ejecutan los modos de recogida de aceite (primer o segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite) que cambian la direccion de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico. Con lo antedicho, se puede recoger en el compresor el aceite de maquina refrigeradora que se habfa estancado en los intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico. Por lo tanto, se puede asegurar la cantidad de aceite de maquina refrigeradora que se requiere en el compresor 10, y se puede evitar el calentamiento excesivo debido a la falta de aceite.

Ademas, cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico funciona como evaporador, se hace que el refrigerante fluya desde la parte inferior del conducto para refrigerante y salga desde la parte superior del mismo. Asf pues, se puede utilizar la energfa ascensional originada por el poder de flotacion del gas refrigerante y, por lo tanto, se puede reducir el gasto energetico para el transporte del refrigerante, lo que aumenta la eficiencia de funcionamiento. Ademas, cuando el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico funciona como condensador, se hace que el refrigerante fluya desde la parte superior del conducto para refrigerante y salga desde la parte inferior del mismo. Por consiguiente, se puede utilizar la energfa potencial gravitatoria del refrigerante lfquido que cae y, por lo tanto, se puede reducir el gasto energetico para el transporte del refrigerante, lo que aumenta la eficiencia de funcionamiento. Por lo tanto, se puede lograr un ahorro de energfa.

Ademas, en el aparato 100 acondicionador de aire segun la realizacion, en el caso en donde solo se genere la carga de calefaccion o la carga de refrigeracion en los intercambiadores 26 de calor del lado de uso, se regulan los correspondientes primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y los correspondientes segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico para que tengan un grado de apertura medio, de forma que el medio termico fluya hacia ambos intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico. En consecuencia, dado que para el funcionamiento de calefaccion o para el funcionamiento de refrigeracion se pueden utilizar tanto el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico como el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, se puede incrementar el area de transferencia de calor, y en consecuencia se pueden ejecutar de manera eficiente el funcionamiento de calefaccion o el funcionamiento de refrigeracion.

Ademas, en el caso en donde la carga de calefaccion y la carga de refrigeracion se produzcan simultaneamente en los intercambiadores 26 de calor del lado de uso, para la calefaccion se hacen conmutar el primer dispositivo 22 de conmutacion de flujo de medio termico y el segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico correspondientes al intercambiador 26 de calor del lado de uso, que ejecuta el funcionamiento de calefaccion, al conducto conectado con el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, y para la refrigeracion se hacen conmutar el primer dispositivo 22 de conmutacion de flujo de medio termico y el segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico correspondientes al intercambiador 26 de calor del lado de uso, que ejecuta el funcionamiento de refrigeracion, al conducto conectado con el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, de modo que se pueden ejecutar libremente en cada unidad 2 de interior el funcionamiento de calefaccion o el funcionamiento de refrigeracion.

Ademas, en el aparato 100 acondicionador de aire, la unidad 1 de exterior y la unidad 3 de enlace de medio termico estan conectadas con tubenas 4 para refrigerante a traves de las cuales fluye el refrigerante del lado de fuente de calor. La unidad 3 de enlace de medio termico y cada una de las unidades 2 de interior estan conectadas con tubenas 5 a traves de las cuales fluye el medio termico. La energfa de refrigeracion o la energfa de calefaccion generadas en la unidad 1 de exterior intercambian calor en la unidad 3 de enlace de medio termico, y son transmitidas a las unidades 2 de interior. Por tanto, no circula refrigerante en las unidades 2 de interior o cerca de las mismas, y se pueden eliminar el riesgo de que se produzcan fugas de refrigerante hacia los recintos y similares. Asf pues, se incrementa la seguridad.

Ademas, el refrigerante del lado de fuente de calor y el medio termico intercambian calor en la unidad 3 de enlace de medio termico, que es una carcasa separada de la unidad 1 de exterior. En consecuencia, se pueden acortar las tubenas 5 por las que circula el medio termico y se requiere poco gasto energetico para el transporte, por lo que se puede aumentar la seguridad y se puede ahorrar energfa.

La unidad 3 de enlace de medio termico y cada una de las unidades 2 de interior estan conectadas por dos tubenas 5. Ademas, dependiendo del modo de funcionamiento se conmutan los conductos entre cada intercambiador 26 de calor del lado de uso de cada unidad 2 de interior y cada intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico alojado en la unidad 3 de enlace de medio termico. Gracias a ello, se pueden seleccionar la refrigeracion o la calefaccion para cada unidad 2 de interior con la conexion de las dos tubenas 5 y, por lo tanto, se puede facilitar el trabajo de instalacion de las tubenas en las que circula el medio termico y se puede realizar de manera segura.

La unidad 1 de exterior y cada una de las unidades 3 de enlace de medio termico estan conectadas con dos tubenas 4 para refrigerante. Gracias a ello, se puede facilitar el trabajo de instalacion de las tubenas 4 para refrigerante y se puede llevar a cabo de manera segura.

Ademas, se proporciona una bomba 21 por cada intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico. Gracias a ello, no es necesario proporcionar una bomba 21 por cada unidad 2 de interior, y asf se puede obtener un aparato acondicionador de aire configurado a bajo coste. Ademas, se puede reducir el ruido generado por las bombas.

La pluralidad de intercambiadores 26 de calor del lado de uso estan cada uno conectados en paralelo, a traves de los correspondientes primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico, al intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico. Debido a ello, incluso cuando se disponen una pluralidad de unidades 2 de interior, el medio termico que ha intercambiado calor no fluye hacia el conducto en el cual fluye el medio termico antes del intercambio de calor, y por lo tanto cada unidad 2 de interior puede ejercer su capacidad maxima. Por lo tanto, se puede reducir el desperdicio de energfa y se puede lograr un ahorro de energfa.

Ademas, se puede configurar el aparato acondicionador de aire segun la realizacion (denominado en lo que sigue aparato 100B acondicionador de aire) de manera que la unidad de exterior (denominada en lo que sigue unidad 1B de exterior) y la unidad de enlace de medio termico (denominada en lo que sigue unidad 3B de enlace de medio termico) estan conectadas con tres tubenas 4 para refrigerante (tubena 4(1) para refrigerante, tubena 4(2) para refrigerante, tubena 4(3) para refrigerante), como se muestra en la Figura 14. La Figura 13 ilustra un diagrama de una instalacion de ejemplo del aparato 100B acondicionador de aire. Espedficamente, el aparato 100B acondicionador de aire tambien permite que todas las unidades 2 de interior ejecuten el mismo funcionamiento y permite que cada una de las unidades 2 de interior ejecute distintos funcionamientos. Ademas, en la tubena 4(2) para refrigerante de la unidad 3B de enlace de medio termico, se proporciona un dispositivo 16b de expansion (por ejemplo, una valvula de expansion electronica) para combinar lfquido a alta presion durante el modo de funcionamiento principal de refrigeracion.

La configuracion general del aparato 100B acondicionador de aire es la misma que la del aparato 100 acondicionador de aire, salvo por la unidad 1B de exterior y la unidad 3B de enlace de medio termico. La unidad 1B de exterior incluye un compresor 10, un intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, un acumulador 19, dos unidades de conmutacion de flujo (unidad 41 de conmutacion de flujo y unidad 42 de conmutacion de flujo). La unidad 41 de conmutacion de flujo y la unidad 42 de conmutacion de flujo constituyen el primer dispositivo de conmutacion de flujo de refrigerante. En el aparato 100 acondicionador de aire se ha descrito un caso en donde el primer dispositivo de conmutacion de flujo de refrigerante es una valvula de cuatro vfas pero, como se muestra en la Figura 14, el primer dispositivo de conmutacion de refrigerante puede ser una combinacion de una pluralidad de valvulas de dos vfas.

En la unidad 3B de enlace de medio termico no existe la tubena para refrigerante, que se ramifica desde la tubena 4(2) para refrigerante que tiene el dispositivo todo o nada 17 y esta conectada al segundo dispositivo 18b de conmutacion de refrigerante, y en su lugar los dispositivos 18a(1) y 18b(1) estan conectados a la tubena 4(1) para refrigerante, y los dispositivos todo o nada 18a(2) y 18b(2) estan conectados a la tubena 4(3) para refrigerante. Ademas, se proporciona el dispositivo 16d de expansion y esta conectado a la tubena 4(2) para refrigerante.

La tubena 4(3) para refrigerante conecta la tubena de descarga del compresor 10 a la unidad 3B de enlace de medio termico. Cada una de las dos unidades de conmutacion de flujo incluye, por ejemplo, una valvula de dos vfas y esta configurada para abrir o cerrar la tubena 4 para refrigerante. Se proporciona la unidad 41 de conmutacion de flujo entre la tubena de aspiracion del compresor 10 y el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, y el control de su apertura y cierre conmuta el flujo de refrigerante de la fuente de calor. La unidad 42 de conmutacion de flujo esta situada entre las tubenas de descarga del compresor 10 y el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, y el control de su apertura y cierre conmuta el flujo de refrigerante del refrigerante de la fuente de calor. En lo que sigue se describira, haciendo referencia a la Figura 14, cada uno de los modos de funcionamiento ejecutados por el aparato 100 B acondicionador de aire. Observese que, al ser el flujo de medio termico en el circuito B de medio termico igual que en el aparato 100 acondicionador de aire, se omitira la descripcion.

[Modo de funcionamiento de solo refrigeracion]

En este modo de funcionamiento de solo refrigeracion, la unidad 41 de conmutacion de flujo esta cerrada y la unidad 42 de conmutacion de flujo esta abierta.

El compresor 10 comprime un refrigerante a baja temperatura y baja presion y lo descarga desde el mismo en forma de un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion. Todo el refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10 fluye a traves de la unidad 42 de conmutacion de flujo hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. Despues, el refrigerante se condensa y se licua para dar un refrigerante Kquido a alta presion, al tiempo que transfiere calor al aire exterior en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. El refrigerante lfquido a alta presion, que ha salido del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, pasa a traves de la tubena 4(2) para refrigerante y fluye hacia la unidad 3B de enlace de medio termico. El refrigerante lfquido a alta presion que fluye hacia la unidad 3B de enlace de medio termico se ramifica despues de pasar a traves de un dispositivo 16d de expansion totalmente abierto, y mediante un dispositivo 16a de expansion y un dispositivo 16b de expansion se expande para dar un refrigerante bifasico a baja temperatura y baja presion.

Este refrigerante bifasico fluye hacia cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico, que funcionan como evaporadores, extrae calor del medio termico que circula en un circuito B de medio termico para enfriar el medio termico, y se convierte asf en un refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion. El refrigerante gaseoso que ha salido de cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico se combina y sale de la unidad 3B de enlace de medio termico a traves del que corresponda de los segundos dispositivos 18a y 18b de conmutacion de flujo de refrigerante, pasa a traves de la tubena 4(1) para refrigerante y fluye nuevamente hacia la unidad 1 de exterior. El refrigerante que fluye hacia la unidad 1B de exterior, fluye a traves del acumulador 19 y es aspirado nuevamente hacia el compresor 10.

[Modo de funcionamiento de solo calefaccion]

En este modo de funcionamiento de solo calefaccion, la unidad 41 de conmutacion de flujo esta abierta y la unidad 42 de conmutacion de flujo esta cerrada.

El compresor 10 comprime un refrigerante a baja temperatura y baja presion y lo descarga desde el mismo en forma de un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion. Todo el refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10 fluye a traves de la tubena 4(3) para refrigerante y sale de la unidad 1B de exterior. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion, que ha salido de la unidad 1B de exterior, pasa a traves de la tubena 4(3) para refrigerante y fluye hacia la unidad 3B de enlace de medio termico. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion que ha fluido hacia la unidad 3B de enlace de medio termico se ramifica, pasa a traves de cada uno de los segundos dispositivos 18a y 18b de conmutacion de flujo de refrigerante, y fluye hacia el que corresponda de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico.

El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion que fluye hacia cada uno de los intercambiadores 15a y 15b de calor relacionados con el medio termico se condensa y se licua para dar un refrigerante lfquido a alta presion, al tiempo que transfiere calor al medio termico que circula el circuito B de medio termico. El refrigerante lfquido que sale del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico y el que sale del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico son expandidos a traves del dispositivo 16a de expansion y el dispositivo 16b de expansion, para dar un refrigerante bifasico a baja temperatura y baja presion. Este refrigerante bifasico pasa a traves del dispositivo 16d de expansion totalmente abierto, sale de la unidad 3B de enlace de medio termico, pasa a traves de la tubena 4(2) para refrigerante y fluye nuevamente hacia la unidad 1B de exterior.

El refrigerante que fluye hacia la unidad 1B de exterior fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, que funciona como evaporador. Despues, el refrigerante que fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor extrae calor del aire exterior en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor y, por lo tanto, se convierte en un refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion. El refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion que sale del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor pasa a traves de la unidad 41 de conmutacion de flujo y el acumulador 19 y es aspirado nuevamente hacia el compresor 10.

[Modo de funcionamiento principal de refrigeracion]

Se describira el modo de funcionamiento principal de refrigeracion con respecto a un caso en donde se genera una carga de refrigeracion en el intercambiador 26a de calor del lado de uso y se genera una carga de calefaccion en el intercambiador 26b de calor del lado de uso. Observese que, en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion, la unidad 41 de conmutacion de flujo esta cerrada y la unidad 42 de conmutacion de flujo esta abierta. El compresor 10 comprime un refrigerante a baja presion a baja temperatura y lo descarga desde el mismo en forma de un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion. Una parte del refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10 fluye a traves de la unidad 42 de conmutacion de flujo hacia el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. Despues, el refrigerante se condensa para dar un refrigerante lfquido a alta presion, al tiempo que transfiere calor al aire exterior en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor. El refrigerante lfquido, que ha salido del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, pasa a traves de la tubena 4(2) para refrigerante, fluye hacia la unidad 3B de enlace de medio termico, y es ligeramente descomprimido hasta una presion media por el dispositivo 16d de expansion. Mientras tanto, el restante refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion pasa a traves de la tubena 4(3) para refrigerante y fluye hacia la unidad 3B de enlace de medio termico. El refrigerante de alta temperatura y alta presion que fluye hacia la unidad 3B de enlace de medio termico pasa a traves del segundo dispositivo 18b(2) de conmutacion de flujo de refrigerante y fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, que funciona como condensador.

El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion que ha fluido hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico se condensa y se licua, al tiempo que transfiere calor al medio termico que circula en el circuito B de medio termico, y se convierte en un refrigerante Kquido. El refrigerante Ifquido que sale del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico es ligeramente descomprimido hasta una presion media por el dispositivo 16b de expansion y se combina con el refrigerante lfquido que ha sido descomprimido hasta una presion media por el dispositivo 16d de expansion. El dispositivo 16a de expansion expande el refrigerante combinado, convirtiendose en un refrigerante bifasico a baja presion que fluye hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico que funciona como evaporador. El refrigerante bifasico a baja presion que fluye por el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico extrae calor del medio termico que circula en el circuito B de medio termico para enfriar el medio termico, y se convierte asf en un refrigerante gaseoso a baja presion. Este refrigerante gaseoso sale del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, fluye a traves del segundo dispositivo 18a de conmutacion de flujo de refrigerante saliendo de la unidad 3 de enlace de medio termico, pasa a traves de la tubena 4(1) para refrigerante y fluye nuevamente hacia la unidad 1 de exterior. El refrigerante que fluye hacia la unidad 1B de exterior, fluye a traves del acumulador 19 y es aspirado nuevamente hacia el compresor 10.

[Modo de funcionamiento principal de calefaccion]

Se describira aqu el modo de funcionamiento principal de calefaccion con respecto a un caso en donde se genera una carga de calefaccion en el intercambiador 26a de calor del lado de uso y se genera una carga de refrigeracion en el intercambiador 26b de calor del lado de uso. Observese que, en el modo de funcionamiento principal de calefaccion, la unidad 41 de conmutacion de flujo esta abierta y la unidad 42 de conmutacion de flujo esta cerrada.

El compresor 10 comprime un refrigerante a baja temperatura y baja presion y lo descarga desde el mismo en forma de un refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion. Todo el refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor 10 fluye a traves de la tubena 4(3) para refrigerante y sale de la unidad 1B de exterior. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion, que ha salido de la unidad 1B de exterior, pasa a traves de la tubena 4(3) para refrigerante y fluye hacia la unidad 3B de enlace de medio termico. El refrigerante gaseoso a alta temperatura y alta presion que fluye hacia la unidad 3B de enlace de medio termico pasa a traves del segundo dispositivo 18b de conmutacion de flujo de refrigerante y fluye hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico, que funciona como condensador.

El refrigerante gaseoso que ha fluido hacia el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico se condensa y se licua, al tiempo que transfiere calor al medio termico que circula en el circuito B de medio termico, y se convierte en un refrigerante lfquido. El refrigerante lfquido que sale del intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico es expandido para dar un refrigerante bifasico a baja presion mediante el dispositivo 16b de expansion. Este refrigerante bifasico a baja presion se ramifica en dos, y una parte fluye a traves del dispositivo 16a de expansion hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, que funciona como evaporador. El refrigerante bifasico a baja presion que fluye hacia el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico extrae calor del medio termico que circula en el circuito B de medio termico para evaporarse, enfriando asf el medio termico. Este refrigerante bifasico a baja presion que sale del intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico, se convierte en un refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion, pasa a traves del segundo dispositivo 18a(1) de conmutacion de flujo de refrigerante, sale de la unidad 3B de enlace de medio termico, pasa a traves de la tubena 4(1) para refrigerante, y fluye nuevamente hacia la unidad 1 de exterior. El refrigerante bifasico a baja presion, que ha sido ramificado despues de fluir a traves del dispositivo 16b de expansion, pasa a traves del dispositivo 16d de expansion totalmente abierto, sale de la unidad 3B de enlace de medio termico, pasa a traves de la tubena 4(2) para refrigerante y fluye hacia la unidad 1B de exterior.

El refrigerante que fluye a traves de la tubena 4(2) para refrigerante y hacia la unidad 1B de exterior entra en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, que funciona como evaporador. Despues, el refrigerante que ha entrado en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor extrae calor del aire exterior en el intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor, y se convierte asf en un refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion. El refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion que ha salido del intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor fluye a traves de la unidad 41 de conmutacion de flujo, se combina con el refrigerante gaseoso a baja temperatura y baja presion que ha fluido hacia la unidad 1B de exterior a traves de la tubena 4(1) para refrigerante, fluye a traves del acumulador 19 y es aspirado nuevamente hacia el compresor 10.

Ademas, cada uno de los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico descritos en la realizacion pueden ser de cualquier tipo, siempre que puedan conmutar conductos, por ejemplo una valvula de tres vfas capaz de conmutar entre tres conductos o una combinacion de dos valvulas todo o nada y similares que conmuta entre dos conductos. Como alternativa, se pueden utilizar como cada uno de los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico componentes tales como una valvula mezcladora accionada por motor paso a paso, capaz de modificar los caudales de tres conductos, o valvulas de expansion electronicas capaces de modificar los caudales de dos conductos, utilizadas en combinacion. En este caso, se puede evitar el golpe de ariete provocado cuando se abre o se cierra repentinamente un conducto. Ademas, aunque se ha descrito la realizacion con relacion al caso en donde los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico incluyen cada uno una valvula de dos vfas accionada por motor paso a paso, cada uno de los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico puede incluir una valvula de control que tenga tres conductos, y la valvula puede estar dotada de un conducto de derivacion que permita evitar el correspondiente intercambiador 26 de calor del lado de uso.

Ademas, en lo que respecta a cada uno de los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico, se puede emplear un tipo accionado por motor paso a paso que sea capaz de regular el caudal en un conducto. Como alternativa, se puede emplear una valvula de dos vfas o una valvula de tres vfas que tenga cerrado un extremo. Como alternativa, en lo que respecta a cada uno de los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico, se puede emplear un componente, tal como una valvula todo o nada, que sea capaz de abrir o cerrar un conducto de dos vfas, mientras se repiten las operaciones de apertura todo o nada para regular el caudal medio.

Ademas, aunque se ha descrito el caso en donde cada uno de los segundos dispositivos 18 de conmutacion de flujo de refrigerante es una valvula de cuatro vfas, el dispositivo no esta limitado a este tipo. Se puede configurar el dispositivo de manera que el refrigerante fluya de la misma manera utilizando una pluralidad de valvulas de conmutacion de flujo de dos vfas o valvulas de conmutacion de flujo de tres vfas.

Aunque se ha descrito el aparato 100 acondicionador de aire segun la realizacion con relacion al caso en donde el aparato puede ejecutar el funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion, el aparato no esta limitado a este caso. Incluso en un aparato que esta constituido por un unico intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico y un unico dispositivo 16 de expansion que esta conectado a una pluralidad de intercambiadores 26 de calor del lado de uso paralelos y dispositivos 25 de control de flujo de medio termico, e incluso en un aparato que unicamente es capaz de ejecutar un funcionamiento de refrigeracion o un funcionamiento de calefaccion, se pueden obtener las mismas ventajas.

Ademas, es innecesario decir que lo mismo es valido para el caso en donde solo esten conectados un unico intercambiador 26 de calor del lado de uso y un unico dispositivo 25 de control de flujo de medio termico. Obviamente, ademas, no surgira ningun problema incluso aunque el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico y el dispositivo 16 de expansion que actuan de la misma manera estan dispuestos en un numero plural. Ademas, aunque se ha descrito el caso en donde los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico estan instalados en la unidad 3 de enlace de medio termico, la configuracion no esta limitada a este caso. Todos los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico pueden estar situados en la unidad 2 de interior. La unidad 3 de enlace de medio termico puede estar separada de la unidad 2 de interior.

En lo que respecta al refrigerante del lado de fuente de calor, se puede emplear un refrigerante unico, por ejemplo R-22 o R-134a, una mezcla refrigerante casi azeotropica, tal como R-410A o R-404A, una mezcla refrigerante no azeotropica, tal como R-407C, un refrigerante, tal como CF³CF=CH², que contiene un enlace doble en su formula qmmica y presenta un potencial de calentamiento global relativamente bajo, una mezcla que contenga el refrigerante, o un refrigerante natural, tal como CO²o propano. Mientras el intercambiador 15a de calor relacionado con el medio termico o el intercambiador 15b de calor relacionado con el medio termico esten funcionando para calefaccion, un refrigerante que normalmente cambia entre dos fases se condensa y se licua, y un refrigerante que se convierte en un estado supercntico, tal como el CO², se enfna en el estado supercntico. En cuanto al resto, cualquiera de los refrigerantes actua de la misma manera y ofrece las mismas ventajas.

En lo que respecta al medio termico se pueden utilizar, por ejemplo, salmuera (anticongelante), agua, una solucion mixta de salmuera y agua, o una solucion mixta de agua y un aditivo con un alto poder anticorrosivo. Por lo tanto, en el aparato 100 acondicionador de aire, incluso aunque se produzca una fuga de medio termico hacia el espacio interno 7 a traves de la unidad 2 de interior, dado que el medio termico utilizado es altamente seguro, se puede contribuir a mejorar la seguridad.

Aunque se ha descrito la realizacion con relacion al caso en donde el aparato 100 acondicionador de aire incluye el acumulador 19, se puede omitir el acumulador 19. Ademas, aunque se ha descrito la realizacion con relacion al caso en donde el aparato 100 acondicionador de aire incluye las valvulas 13a a 13d de retencion, estos componentes no son partes esenciales. Por lo tanto, es innecesario decir que incluso si se omiten el acumulador 19 y las valvulas 13a a 13d de retencion, el aparato acondicionador de aire actuara de la misma manera y ofrecera las mismas ventajas. Tfpicamente, a un intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor y un intercambiador 26 de calor del lado de uso se les dota de un ventilador con el cual una corriente de aire facilita a menudo la condensacion o la evaporacion. La estructura no esta limitada a este caso. Por ejemplo, como intercambiador 26 de calor del lado de uso se puede emplear un intercambiador de calor, tal como un calentador de panel, que utiliza radiacion, y como intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor se puede emplear un intercambiador de calor enfriado por agua, que transfiere calor utilizando agua o anticongelante. Dicho de otro modo, en tanto que el intercambiador de calor este configurado para ser capaz de transferir calor o extraer calor, se puede emplear cualquier tipo de intercambiador de calor como intercambiador 12 de calor del lado de fuente de calor o intercambiador 26 de calor del lado de uso. El numero de intercambiadores 26 de calor del lado de uso no esta particularmente limitado.

Se ha descrito la realizacion en relacion con el caso en donde estan conectados a cada intercambiador 26 de calor del lado de uso un unico primer dispositivo 22 de conmutacion de flujo de medio termico, un unico segundo dispositivo 23 de conmutacion de flujo de medio termico y un unico dispositivo 25 de control de flujo de medio termico. La configuracion no esta limitada a este caso. Se pueden conectar a cada intercambiador 26 de calor del lado de uso una pluralidad de dispositivos 22, una pluralidad de dispositivos 23 y una pluralidad de dispositivos 25. En ese caso, los primeros dispositivos de conmutacion de flujo de medio termico, los segundos dispositivos de conmutacion de flujo de medio termico y los dispositivos de control de flujo de medio termico, conectados al mismo intercambiador 26 de calor del lado de uso, pueden ser hechos funcionar de la misma manera.

Ademas, se ha descrito la realizacion en relacion con el caso en donde el numero de intercambiadores 15 de calor relacionados con el medio termico es dos. Por supuesto, la configuracion no esta limitada a este caso. En tanto que el intercambiador 15 de calor relacionado con el medio termico este configurado para ser capaz de enfriar y/o calentar el medio termico, el numero de intercambiadores de calor relacionados con el medio termico dispuestos no esta limitado.

Ademas, ni el numero de bombas 21a ni el de bombas 21b estan limitados a una. Se pueden utilizar en paralelo una pluralidad de bombas quetengan pequena capacidad.

Como se ha descrito en lo que antecede, el aparato 100 acondicionador de aire segun la realizacion puede funcionar de manera segura y con elevado ahorro de energfa mediante el control de los dispositivos de conmutacion de flujo de medio termico (los primeros dispositivos 22 de conmutacion de flujo de medio termico y los segundos dispositivos 23 de conmutacion de flujo de medio termico), los dispositivos 25 de control de flujo de medio termico y las bombas 21 para el medio termico.

Lista de numeros de referencia

1 unidad de exterior, 1B unidad de exterior, 2 unidad de interior, 2a unidad de interior, 2b unidad de interior, 2c unidad de interior, 2d unidad de interior, 3 unidad de enlace de medio termico, 3B unidad de enlace de medio termico, 3a unidad principal de enlace de medio termico, 3b subunidad de enlace de medio termico, 4 tubenas de refrigerante, 4a primeras tubenas de conexion, 4b segundas tubenas de conexion, 5 tubenas, 6 espacio exterior, 7 espacio interior, 8 espacio, 9 estructura, 10 compresor, 11 primer dispositivo de conmutacion de flujo de refrigerante, 12 intercambiador de calor del lado de fuente de calor, 13a valvula de retencion, 13b valvula de retencion, 13c valvula de retencion, 13d valvula de retencion, 14 separador gas-lfquido, 15 intercambiador de calor relacionado con el medio termico, 15a intercambiador de calor relacionado con el medio termico, 15b intercambiador de calor relacionado con el medio termico, 16 dispositivo de expansion, 16a dispositivo de expansion, 16b dispositivo de expansion, 16c dispositivo de expansion, 16d dispositivo de expansion, 17 dispositivo todo o nada, 17a dispositivo todo o nada, 17b dispositivo todo o nada,18 segundo dispositivo de conmutacion de flujo de refrigerante, 18a segundo dispositivo de conmutacion de flujo de refrigerante, 18b segundo dispositivo de conmutacion de flujo de refrigerante, 19 acumulador, 21 bomba, 21a bomba, 21b bomba, 22 primer dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 22a primer dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 22b primer dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 22c primer dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 22d primer dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 23 segundo dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 23a segundo dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 23b segundo dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 23c segundo calor dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 23d segundo dispositivo de conmutacion de flujo de medio termico, 25 dispositivo de control de flujo de medio termico, 25a dispositivo de control de flujo de medio termico, 25b dispositivo de control de flujo de medio termico, 25c dispositivo de control de flujo de medio termico, 25d dispositivo de control de flujo de medio termico, 26 intercambiador de calor del lado de uso, 26a intercambiador de calor del lado de uso, 26b intercambiador de calor del lado de uso, 26c intercambiador de calor del lado de uso, 26d intercambiador de calor del lado de uso, 31 primer sensor de temperatura, 31a primer sensor de temperatura, 31b primer sensor de temperatura, 34 segundo sensor de temperatura, 34a segundo sensor de temperatura, 34b segundo sensor de temperatura, 34c segundo sensor de temperatura, 34d segundo sensor de temperatura, 35 tercer sensor de temperatura, 35a tercer sensor de temperatura, 35b tercer sensor de temperatura, 35c tercer sensor de temperatura, 35d tercer sensor de temperatura, 36 sensor de presion, 41 unidad de conmutacion de flujo, 42 unidad de conmutacion de flujo, 100 aparato acondicionador de aire, 100A aparato acondicionador de aire, 100B aparato acondicionador de aire, A circuito de refrigerante, B circuito de medio termico

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato (100) acondicionador de aire que comprende:

un compresor (10); un intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor; una pluralidad de dispositivos (16) de expansion; una pluralidad de intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico; una pluralidad de bombas (21) y una pluralidad de intercambiadores (26) de calor del lado de uso, en donde

un circuito (A) de refrigerante que hace circular un refrigerante que contiene en el mismo un aceite de maquina refrigeradora se forma al conectar con una tubena (4) para refrigerante el compresor (10), el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor, los dispositivos (16) de expansion y los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, y

una pluralidad de circuitos (B) de medio termico que hacen circular un medio termico se forman al conectar las bombas (21), los intercambiadores (26) de calor del lado de uso y los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, caracterizado por que

el aparato (100) acondicionador de aire incluye al menos un regulador que esta configurado para realizar un control integral del funcionamiento del aparato (100) acondicionador de aire basandose en informacion procedente de dispositivos detectores, de manera que se utiliza la informacion para regular:

un modo de funcionamiento de solo calefaccion que calienta el medio termico al hacer que el refrigerante a alta temperatura y alta presion que ha sido descargado desde el compresor (10) fluya hacia todos los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico;

un modo de funcionamiento de solo refrigeracion que enfna el medio termico al hacer que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya hacia todos los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico; un modo de funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion que calienta el medio termico al hacer que el refrigerante a alta temperatura y alta presion que ha sido descargado desde el compresor (10) fluya hacia uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico y enfna el medio termico al hacer que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya hacia uno o varios de los restantes intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico; y

un modo de recogida de aceite que recoge en el compresor (10) el aceite de maquina refrigeradora estancado en los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, al modificar la velocidad de flujo o la direccion de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, dependiendo de cada modo de funcionamiento.

2. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion 1, en donde

cada uno de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico

tiene formado en el mismo un conducto de lado de refrigerante, en donde fluye el refrigerante para intercambiar calor con el medio termico,

esta configurado de manera que el refrigerante fluye por el conducto de lado de refrigerante desde una parte inferior hacia una parte superior en un angulo vertical o en un angulo mayor que el angulo horizontal cuando el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluye por el conducto de lado de refrigerante y cuando cada uno de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico funciona como evaporador, y

esta configurado de manera que el refrigerante fluye por el conducto de lado de refrigerante desde la parte superior hacia la parte inferior en un angulo vertical o en un angulo mayor que el angulo horizontal cuando el refrigerante a alta temperatura y alta presion fluye por el conducto de lado de refrigerante y cuando cada uno de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico funciona como condensador o enfriador de gas.

3. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion 2, que comprende ademas:

un primer dispositivo (11) de conmutacion de flujo de refrigerante que conmuta conductos para el refrigerante que es descargado del compresor (10) o aspirado hacia el mismo; y

una pluralidad de segundos dispositivos (18) de conmutacion de flujo de refrigerante dispuestos respectivamente para los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, en donde cada uno de los segundos dispositivos (18) de conmutacion de flujo de refrigerante conmuta conductos para el refrigerante que fluye hacia el correspondiente intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico o sale del mismo,

en donde,

en el modo de recogida de aceite,

mientras que el estado de conmutacion del primer dispositivo (11) de conmutacion de flujo de refrigerante se mantiene tal cual, se regula el estado de conmutacion de los segundos dispositivos (18) de conmutacion de flujo de refrigerante de manera que al menos un intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico que funciona como evaporador, en donde fluye el refrigerante a baja temperatura y baja presion, de entre los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, funciona como condensador o enfriador de gas al enviar al mismo el refrigerante a alta temperatura y alta presion, y

el refrigerante que fluye desde la parte inferior hacia la parte superior del conducto de lado de refrigerante del al menos un intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico es hecho fluir desde la parte superior hacia la parte inferior.

4. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion 1 o 2, que comprende ademas una pluralidad de segundos dispositivos (18) de conmutacion de flujo de refrigerante dispuestos respectivamente para los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, en donde cada uno de los segundos dispositivos (18) de conmutacion de flujo de refrigerante conmuta conductos para el refrigerante que fluye hacia el intercambiador (15) de calor correspondiente relacionado con el medio termico o sale del mismo, en donde en el modo de recogida de aceite,

se regula el estado de conmutacion de los segundos dispositivos (18) de conmutacion de flujo de refrigerante de manera que uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, en los cuales fluye el refrigerante a baja temperatura y baja presion, funcionan como evaporadores y de manera que uno o varios de los restantes intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, en los cuales fluye el refrigerante a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor (10), funcionan como condensadores, y se regula cada grado de apertura de los dispositivos (16) de expansion para que sea mayor que el grado de apertura antes de la ejecucion del modo de recogida de aceite,

de manera que se aumenta la velocidad de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico.

5. El aparato (100) acondicionador de aire segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que puede ejecutar: un modo de funcionamiento principal de calefaccion como modo de funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion en el cual, mientras se hace que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya en el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor, uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico en donde fluye el refrigerante a alta temperatura y alta presion, funcionan como condensadores o enfriadores de gas para calentar el medio termico, y uno o varios de los restantes intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico en donde fluye el refrigerante a baja temperatura y baja presion, funcionan como evaporadores para enfriar el medio termico; y

un primer modo de funcionamiento de recogida de aceite como modo de recogida de aceite en el cual, mientras se hace que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya en el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor, al menos un intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico que funciona como evaporador, en el cual fluye el refrigerante a baja temperatura y baja presion, de entre los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, funciona como condensador o enfriador de gas.

6. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion, 5 en donde,

en el primer modo de funcionamiento de recogida de aceite,

mientras se hace que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya en el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor,

un intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico, que funciona como evaporador, de entre los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, funciona como condensador o enfriador de gas al hacer fluir por el mismo el refrigerante a alta temperatura y alta presion descargado desde el compresor (10) y se detiene un flujo de refrigerante o se reduce el flujo de refrigerante, refrigerante que fluye hacia un intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico que funciona como condensador o enfriador de gas, de entre los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico.

7. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion 5 o 6, en donde,

en el primer modo de funcionamiento de recogida de aceite,

se fija cada grado de apertura de los dispositivos (16) de expansion conectados respectivamente al uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico que han estado funcionando como evaporadores durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion

para que tenga un grado de apertura basado en cada grado de apertura de los dispositivos (16) de expansion conectados respectivamente al uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico que han estado funcionando como condensadores o enfriadores de gas durante el modo de funcionamiento principal de calefaccion.

8. El aparato (100) acondicionador de aire segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, que puede ejecutar: un modo de funcionamiento principal de refrigeracion como modo de funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion en el cual, mientras se hace que el refrigerante a alta temperatura y alta presion fluya en el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor, uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico en donde fluye el refrigerante a alta temperatura y alta presion, funcionan como condensadores o enfriadores de gas para calentar el medio termico, y uno o varios de los restantes intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico en donde fluye el refrigerante a baja temperatura y baja presion, funcionan como evaporadores para enfriar el medio termico; y

un segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite como modo de recogida de aceite en el cual, mientras se hace que el refrigerante a alta temperatura y alta presion fluya en el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor, al menos un intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico que funciona como evaporador, en el cual fluye el refrigerante a alta temperatura y alta presion, de entre los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, funciona como condensador o enfriador de gas.

9. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion 8 en donde,

en el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite,

mientras se hace que el refrigerante a alta temperatura y alta presion fluya en el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor,

un intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico, que funciona como evaporador, de entre los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, funciona como condensador o enfriador de gas al hacer fluir por el mismo el refrigerante a alta temperatura y alta presion y

se detiene un flujo de refrigerante o se reduce el flujo de refrigerante, refrigerante que fluye hacia un intercambiador (15) de calor relacionado con el medio termico que funciona como condensador o enfriador de gas, de entre los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico.

10. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion 8 o 9 en donde,

en el segundo modo de funcionamiento de recogida de aceite,

se fija cada grado de apertura de los dispositivos (16) de expansion conectados respectivamente al uno o varios de los intercambiadores de (15) calor relacionados con el medio termico que han estado funcionando como evaporadores durante el modo de funcionamiento principal de refrigeracion

para que tenga un grado de apertura basado en cada grado de apertura de los dispositivos (16) de expansion conectados respectivamente al uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico que han estado funcionando como condensadores o enfriadores de gas durante el modo de funcionamiento principal de refrigeracion.

11. El aparato (100) acondicionador de aire segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que puede ejecutar un modo de funcionamiento principal de refrigeracion y un modo de funcionamiento principal de calefaccion como modo de funcionamiento mixto de refrigeracion y calefaccion,

haciendo el modo de funcionamiento principal de refrigeracion que el refrigerante a alta temperatura y alta presion fluya hacia uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, para calentar el medio termico, y que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya hacia uno o varios de los restantes intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, para enfriar el medio termico, mientras se hace que el refrigerante a alta temperatura y alta presion fluya en el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor, haciendo el modo de funcionamiento principal de calefaccion que el refrigerante a alta temperatura y alta presion fluya hacia uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, para calentar el medio termico, y que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya hacia uno o varios de los restantes intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico, para enfriar el medio termico, mientras se hace que el refrigerante a baja temperatura y baja presion fluya en el intercambiador (12) de calor del lado de fuente de calor, en donde,

cuando un tiempo sumado durante el funcionamiento en el modo de funcionamiento principal de calefaccion o en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion alcanza un valor preestablecido, se ejecuta el modo de recogida de aceite durante un penodo de tiempo fijo con cada uno de los grados de apertura de los dispositivos (16) de expansion mayor que un grado de apertura antes de la ejecucion del modo de recogida de aceite, con el fin de aumentar la velocidad de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico y recoger en el compresor (10) el aceite de maquina refrigeradora estancado en los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico.

12. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion 11 en donde,

en el modo de recogida de aceite,

cuando el tiempo sumado del tiempo de funcionamiento alcanza un valor preestablecido durante el modo de funcionamiento de solo refrigeracion, se conmuta el conducto para refrigerante al mismo conducto que en el modo de funcionamiento principal de refrigeracion,

se fija el grado de apertura de los dispositivos (16) de expansion para que sea mayor que un grado de apertura antes de la ejecucion del modo de recogida de aceite, de modo que la operacion se realiza durante un penodo de tiempo fijo,

la velocidad de flujo del refrigerante que fluye por los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico aumenta, y

se recoge en el compresor (10) el aceite de maquina refrigeradora estancado en los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico.

13. El aparato (100) acondicionador de aire segun la reivindicacion 11 o 12 en donde,

en el modo de recogida de aceite,

cuando el tiempo sumado del tiempo de funcionamiento alcanza un valor preestablecido durante el modo de funcionamiento de solo calefaccion, se conmuta el conducto para refrigerante al mismo conducto que en el modo de funcionamiento principal de calefaccion,

14. El aparato (100) acondicionador de aire segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en donde, en el modo de recogida de aceite,

cuando el tiempo sumado del tiempo de funcionamiento alcanza un valor preestablecido durante el modo de funcionamiento de solo calefaccion o el modo de funcionamiento de solo refrigeracion,

se fija cada grado de apertura de los dispositivos (16) de expansion correspondientes al uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico para que sea mayor que un grado de apertura antes de la ejecucion del modo de recogida de aceite, y

se fija cada grado de apertura de los dispositivos (16) de expansion correspondientes al uno o varios de los restantes intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico para que sea menor que un grado de apertura antes de la ejecucion del modo de recogida de aceite, o se establece que este cerrado, de modo que la operacion se realiza durante un penodo de tiempo fijo, y

al aumentar la velocidad de flujo del refrigerante que fluye por uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico se recoge en el compresor (10) el aceite de maquina refrigeradora estancado en uno o varios de los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico.

15. El aparato (100) acondicionador de aire segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde se hace circular el refrigerante de manera que el refrigerante a alta temperatura y alta presion y el medio termico, que fluyen ambos por los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico que calientan el medio termico, fluyen en contracorriente, y

se hace circular el refrigerante de manera que el refrigerante a baja temperatura y baja presion y el medio termico, que fluyen ambos por los intercambiadores (15) de calor relacionados con el medio termico que enfnan el medio termico, fluyen en paralelo.