ES2897989T3

ES2897989T3 - Dispositivo de refrigeración

Info

Publication number: ES2897989T3
Application number: ES17775075T
Authority: ES
Inventors: Tomoyuki Haikawa; Tomoatsu Minamida; Shigeharu Taira
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2016-04-01
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2022-03-03
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: CN108885029A; US11280525B2; US20200400347A1; EP3438565A1; WO2017170538A1; SA518400099B1; CN108885029B; US20190120527A1; JP6288146B2; EP3438565A4; JP2017187189A; US10794615B2; EP3438565B1

Abstract

Un aparato de refrigeración comprendiendo: a) un circuito de refrigerante (20) comprendiendo un compresor (31), un condensador (33, 41), un mecanismo reductor de presión (34) y un evaporador (41, 33), en donde; b) el compresor (31) tiene un motor integrado (31a) que tiene su giro controlado por el control del inversor, estando configurado el compresor (31) para comprimir el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante (20); y c) un controlador de inversión (51) que controla el par de torsión del motor integrado (31a) por medio del control de inversión cuando la frecuencia de funcionamiento del compresor (31) es al menos un valor comprendido dentro de un intervalo de 10 Hz a 40 Hz; caracterizado por d) un controlador del dispositivo (52) que, cuando la frecuencia de funcionamiento está comprendida al menos dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, el par de torsión del motor está controlado, y bajo una condición predeterminada en la que la temperatura del refrigerante descargado del compresor (31) se torna con facilidad excesivamente alta, controla el mecanismo de reducción de presión (34) de manera que; e) el refrigerante aspirado dentro del compresor (31) pasa a un estado de vapor húmedo cambiando el grado de reducción de presión mediante el mecanismo de reducción de presión (34).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de refrigeración

Campo técnico

La invención presente se refiere a un aparato de refrigeración.

Antecedentes de la técnica

Según se describe en la bibliografía de patentes 1 (JP H06-311778 A), un aparato de refrigeración que incluye un motor de compresor controlado por un inversor es conocido que puede reducir la vibración dentro de un intervalo de funcionamiento a baja velocidad de un compresor controlando el par de torsión.

La bibliografía de patentes 2, JP 2002 034276 A, describe un método para controlar un motor que puede conseguir bajas vibraciones y ruido, estabilizando la velocidad de giro del motor. La patente JP 2002 034276 A describe un aparato de refrigeración según el preámbulo de la reivindicación 1 y la reivindicación 2, respectivamente.

La bibliografía de patentes 3, JP 2001 174 075 A, se refiere a un aparato de refrigeración. El problema a resolver es impedir que la temperatura de descarga de un compresor se eleve excesivamente mientras se evita la caída de la eficiencia del motor, con el uso de un refrigerante tal como el R32, etc., cuya temperatura de descarga es alta.

Compendio de la invención

Sin embargo, realizar el control del par de torsión según se describe en la literatura de patentes 1 y similares aumenta la corriente que circula a través del motor del compresor. Esto causa que la eficiencia del motor disminuya y que el motor del compresor genere más energía térmica. Como consecuencia, especialmente en un caso en el que el motor del compresor está alojado en el compresor, el refrigerante comprimido por el compresor es calentado por el calor generado por el motor del compresor. Además, cuanto más alta es la temperatura de condensación debido a que la temperatura exterior es elevada, más fluctúa el par de torsión durante la compresión, lo que significa que es necesario controlar el par de torsión. Sin embargo, realizar el control del par de torsión en este momento puede causar un problema en el sentido de que la temperatura del refrigerante descargado del compresor se torna excesivamente caliente porque el refrigerante está sometido también al calor generado por el control del par de torsión.

Es un problema de la invención presente reducir la posibilidad de que la temperatura del refrigerante descargado de un compresor en un aparato de refrigeración se torne excesivamente alta controlando el par de torsión de un motor alojado en el compresor.

<Solución al problema>

Un aparato de refrigeración según un primer aspecto de la invención presente es un aparato de refrigeración que incluye las características de la reivindicación 1.

Con el aparato de refrigeración según el primer aspecto, incluso cuando el refrigerante está sometido al calor generado por el motor debido al control del par de torsión cuando es probable que la temperatura del refrigerante descargado del compresor sea excesivamente alta, el controlador del dispositivo puede controlar el mecanismo reductor de presión que forma el circuito de refrigerante para disponer el refrigerante que es aspirado dentro del refrigerante en un estado de vapor húmedo. Como consecuencia, se puede reducir la temperatura del refrigerante descargado del compresor.

Un aparato de refrigeración según un segundo aspecto de la invención presente es el aparato de refrigeración que tiene las características de la reivindicación 2.

Un aparato de refrigeración según una realización de la invención presente es el aparato de refrigeración que tiene las características de la reivindicación 3.

Con el aparato de refrigeración según otra realización de la invención presente, el refrigerante aspirado dentro del compresor pasa a estar en un estado de vapor húmedo cambiando el grado de reducción de presión mediante el mecanismo de reducción de presión y controlando la cantidad de aire enviado por el ventilador exterior, y por tanto, cuando la frecuencia de funcionamiento está dentro de un intervalo de 10 Hz a 40 Hz, está controlado el par de torsión del motor y, bajo las condiciones predeterminadas, la temperatura del refrigerante descargado del compresor puede ser reducida usando el mecanismo de reducción de presión y el ventilador exterior, que son dispositivos que se utilizan habitualmente en un circuito de refrigerante. Como consecuencia, no hay necesidad de dotar al circuito de refrigerante de un nuevo dispositivo para impedir que la temperatura del refrigerante sea excesivamente alta cuando está controlado el par de torsión del compresor.

Un aparato de refrigeración según otra realización de la invención presente es el aparato de refrigeración que tiene las características de la reivindicación 4.

Con el aparato de refrigeración según una realización adicional de la invención presente, el refrigerante aspirado dentro del compresor puede ser pasado a un estado de vapor húmedo si la temperatura del refrigerante descargado del compresor coincide con una temperatura de descarga objeto y, por tanto, el mecanismo de reducción de presión solamente necesita ser controlado mientras se monitoriza la temperatura del refrigerante descargado del compresor.

Un aparato de refrigeración según otra realización de la invención presente es el aparato de refrigeración que tiene las características de la reivindicación 5.

Con el aparato de refrigeración según dicha realización, aunque convencionalmente ha sido difícil realizar el control del par de torsión cuando un refrigerante que contiene más del 50% en peso de R32 fluye a través de un circuito de refrigerante porque la temperatura del refrigerante tiende a ser relativamente alta, se puede reducir la posibilidad de que la temperatura del refrigerante sea excesivamente alta incluso cuando el refrigerante está sometido al calor generado por un motor debido al control del par de torsión.

Según el aparato de refrigeración según el primero y segundo aspectos de la invención presente, se puede reducir la posibilidad de que la temperatura del refrigerante se torne excesivamente alta incluso cuando está controlado el par de torsión de un compresor que aloja un motor.

Según el aparato de refrigeración según una realización adicional de la invención presente, se puede reducir un aumento en los costos incurridos para impedir que la temperatura del refrigerante sea excesivamente alta cuando está controlado el par de torsión de un compresor.

Según el aparato de refrigeración según una realización adicional de la invención presente, es más fácil realizar el control usando el controlador del dispositivo para disponer el refrigerante aspirado dentro del compresor en un estado de vapor húmedo durante el control del par de torsión.

Según el aparato de refrigeración según una realización adicional de la invención presente, el par de torsión de un motor de un compresor puede ser fácilmente controlado, incluso con un circuito de refrigerante a través del que fluye un refrigerante que contiene más del 50% en peso de R32.

Descripción breve de los dibujos

[FIG. 1] La Figura 1 es un diagrama de circuito para ilustrar una descripción general de una configuración de un aparato de refrigeración según una realización de la invención presente.

[FIG. 2] La Figura 2 es un diagrama de Mollier para explicar el funcionamiento del aparato de refrigeración de la Figura 1.

[FIG. 3] La Figura 3 es un gráfico de forma de onda para mostrar una forma de onda ejemplar de una corriente suministrada a un motor de un compresor cuando el par de torsión no está controlado.

[FIG. 4] La Figura 4 es un gráfico de forma de onda para mostrar una forma de onda ejemplar de una corriente suministrada al motor del compresor cuando el par de torsión está controlado.

[FIG. 5] La Figura 5 es un gráfico de forma de onda para mostrar otra forma de onda ejemplar de una corriente suministrada al motor del compresor cuando el par de torsión está controlado.

[FIG. 6] La Figura 6 es un gráfico para mostrar una relación entre una cantidad de control del par de torsión y la entrada de energía al compresor.

[FIG. 7] La Figura 7 es un gráfico para mostrar una relación entre una cantidad de control del par de torsión y la vibración del compresor.

[FIG. 8] La Figura 8 es un gráfico para mostrar una relación entre una cantidad de control del par de torsión y la temperatura del refrigerante descargado del compresor.

[FIG. 9] La Figura 9 es un diagrama de circuito para ilustrar una descripción general de una configuración de un aparato de refrigeración según una realización de la invención presente.

[FIG. 10] La Figura 10 es un diagrama de circuito para ilustrar una descripción general de una configuración de un aparato de refrigeración según una realización de la invención presente.

Descripción de realizaciones

(1) Configuración del dispositivo de aire acondicionado

Un dispositivo de aire acondicionado como ejemplo de un aparato de refrigeración según una realización de la invención presente se describe con referencia a la Figura 1. La Figura 1 ilustra una descripción general de la configuración completa del aparato de refrigeración.

El aparato de refrigeración 10 ilustrado en la Figura 1 es un dispositivo de aire acondicionado que incluye un circuito de refrigerante 20 que realiza un ciclo de enfriamiento por compresión de vapor y un dispositivo de control 50 usado para controlar el circuito de refrigerante. El circuito de refrigerante 20 está formado por una unidad exterior 30 y una unidad interior 40 que están conectadas anularmente entre sí a través de una tubería de comunicación 21 y de una tubería de comunicación 22. El refrigerante líquido fluye principalmente a través de la tubería de comunicación 21 y el gas refrigerante fluye principalmente a través de la tubería de comunicación 22. En el circuito de refrigerante 20, la unidad exterior 30 incluye un compresor 31, una válvula de cuatro vías 32, un intercambiador de calor exterior 33 y un mecanismo reductor de presión 34, y la unidad interior 40 incluye un intercambiador de calor interior 41. El refrigerante que fluye a través de este circuito de refrigerante 20 es el refrigerante R32.

(2) Configuración detallada

(2-1) Unidad exterior

El compresor 31 alojado en la unidad exterior 30 tiene un lado de entrada conectado a un extremo de un tubo de entrada 35 y un lado de descarga conectado a un extremo de un tubo de descarga 36. El otro extremo de la tubería de descarga 36, es decir, el lado de descarga del compresor 31 está conectado a un primer puerto Po1 de la válvula de cuatro vías 32, y el otro extremo de la tubería de entrada 35, es decir, el lado de entrada del compresor 31 está conectado a un tercer puerto Po3 de la válvula de cuatro vías 32. El compresor 31 está configurado para cambiar la frecuencia de funcionamiento (en otras palabras, la velocidad de giro) de un motor 31a integrado en el compresor 31 según una instrucción enviada desde el dispositivo de control 50. Un controlador de inversión 51 del dispositivo de control 50 controla el motor 31a del compresor 31 por control del inversor. En otras palabras, el giro del motor 31a es controlado mediante el control del inversor. El compresor 31 está configurado para cambiar la capacidad de funcionamiento usando un cambio en la velocidad de giro del motor 31a. Un cambio en la velocidad de giro del compresor 31 causa un cambio en la cantidad de refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante 20.

El intercambiador de calor exterior 33 alojado en la unidad exterior 30 tiene una entrada/salida conectada a un cuarto puerto Po4 de la válvula de cuatro vías 32 y a la otra entrada/salida conectada al mecanismo reductor de presión 34. Un ventilador exterior 37 para enviar aire exterior al intercambiador de calor exterior 33 está alojado también en la unidad exterior 30. En el intercambiador de calor exterior 33, se intercambia calor entre el aire exterior enviado por el ventilador exterior 37 y el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante 20. Un controlador del dispositivo 52 del dispositivo de control 50 controla la velocidad de giro del ventilador exterior 37. La cantidad de aire enviado por el ventilador exterior 37 puede ser variada cambiando la velocidad de giro del ventilador exterior 37.

El mecanismo reductor de presión 34 alojado en la unidad exterior 30 tiene un extremo conectado a la otra entrada/salida del intercambiador de calor exterior 33 y al otro extremo conectado a la tubería de comunicación 21. El mecanismo reductor de presión 34 reduce la presión del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante 20 mediante restricción y expansión. El mecanismo reductor de presión 34 está configurado de manera que el grado de abertura del mecanismo reductor de presión 34 es ajustable según una instrucción enviada desde el controlador del dispositivo 52 del dispositivo de control 50. Por tanto, el dispositivo de control 50 ajusta la presión del refrigerante y/o la cantidad de refrigerante en un lado de baja presión del circuito de refrigerante 20 ajustando el grado de abertura del mecanismo reductor de presión 34. Este mecanismo reductor de presión 34 puede ser, por ejemplo, una válvula de expansión eléctrica.

En la válvula de cuatro vías 32 alojada en la unidad exterior 30, el otro extremo de la tubería de descarga 36 está conectado al primer puerto Po1, una entrada/salida del intercambiador de calor interior 41 está conectada al segundo puerto Po2 a través de la tubería de comunicación 22, el otro extremo de la tubería de entrada 35 está conectado al tercer puerto Po3, y la única entrada/salida del intercambiador de calor exterior 33 está conectada al cuarto puerto Po4. La válvula de cuatro vías 32 está configurada de manera que el dispositivo 50 de control puede ser usado para cambiar entre la conexión para enfriar y la conexión para calentar. Durante el calentamiento, según está indicado por las líneas continuas en la Figura 1, el primer puerto Po 1 al segundo puerto Po2 está abierto y el tercer puerto Po3 al cuarto puerto Po4 está abierto. Por otra parte, durante el enfriamiento, según está indicado por las líneas discontinuas en la Figura 1, el primer puerto Po1 al cuarto puerto Po4 está abierto y el segundo puerto Po2 al tercer puerto Po3 está abierto.

Un sensor de presión de entrada 61 para medir la presión del refrigerante dentro de la tubería de entrada 35 está conectado a la tubería de entrada 35. Un valor de la presión de entrada del compresor 31 medido por el sensor de presión de entrada 61 es enviado al dispositivo de control 50. Además, un sensor de temperatura de entrada 63 para medir la temperatura del refrigerante en la tubería de entrada 35 está conectado a la tubería de entrada 35, y un sensor de temperatura de descarga 64 para medir la temperatura del refrigerante en la tubería de descarga 36 está conectado al tubo de descarga 36. Valores de la temperatura de entrada y de la temperatura de descarga del compresor 31 medidos por el sensor de temperatura de entrada 63 y el sensor de temperatura de descarga 64 son enviados al dispositivo de control 50.

Un sensor de temperatura del intercambiador de calor exterior 65 para medir la temperatura del refrigerante que experimenta un cambio de fase en un tubo de transferencia de calor del intercambiador de calor exterior 33, y un sensor de temperatura exterior 66 para medir la temperatura del aire exterior enviado al intercambiador de calor exterior 33 están conectados al intercambiador de calor exterior 33. Los valores de temperatura medidos por el sensor de temperatura del intercambiador de calor exterior 65 y del sensor de temperatura exterior 66 son enviados al dispositivo de control 50. La temperatura del refrigerante medida por el sensor de temperatura del intercambiador de calor exterior 65 tiene una temperatura de condensación durante un funcionamiento de enfriamiento y una temperatura de evaporación durante un funcionamiento de calentamiento. Además, un sensor de temperatura del lado del líquido exterior 67 para medir la temperatura del refrigerante líquido que pasa a través de la otra entrada/salida del intercambiador de calor exterior 33 está conectado a la otra entrada/salida del intercambiador de calor exterior 33. Un valor de temperatura medido por el sensor 67 de temperatura del lado del líquido exterior es enviado al dispositivo 50 de control.

(2-2) Unidad interior

El intercambiador de calor interior 41 alojado en la unidad interior 40 tiene una entrada/salida conectada al segundo puerto Po2 de la válvula de cuatro vías 32 a través de la tubería de comunicación 22 y de la otra entrada/salida conectada a la tubería de comunicación 21. Un ventilador interior 42 para enviar aire interior al intercambiador de calor interior 41 está alojado en la unidad interior 40. En el intercambiador de calor interior 41, es intercambiado calor entre el aire interior enviado por el ventilador interior 42 y el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante 20. La velocidad de giro del ventilador interior 42 es controlada por el controlador del dispositivo 52 del dispositivo de control 50. La cantidad de aire enviado por el ventilador interior 42 puede ser variada cambiando la velocidad de giro del ventilador interior 42.

Un sensor de temperatura del lado del líquido interior 74 para medir la temperatura del refrigerante líquido que pasa a través de la otra entrada/salida del intercambiador de calor interior 41 está conectado a la otra entrada/salida del intercambiador de calor interior 41. Un valor de temperatura medido por el sensor de temperatura 74 del lado del líquido interior es enviado al dispositivo de control 50.

Un sensor del intercambiador de calor interior 75 para medir la temperatura del refrigerante que experimenta un cambio de fase dentro de una tubería de transferencia de calor del intercambiador interior 41 y un sensor de temperatura interior 76 para medir la temperatura del aire interior enviado al intercambiador de calor interior 41 están conectados al intercambiador de calor interior 41. Los valores de temperatura medidos por el sensor de temperatura del intercambiador de calor interior 75 y el sensor de temperatura interior 76 son enviados al dispositivo de control 50. La temperatura del refrigerante medida por el sensor de temperatura del intercambiador de calor interior 75 tiene una temperatura de condensación durante un funcionamiento de calentamiento y una temperatura de evaporación durante un funcionamiento de enfriamiento.

(3) Funcionamiento del aparato de refrigeración 10

(3-1) Esquema de funcionamiento

En el aparato de refrigeración 10, el refrigerante circula a través del circuito de refrigerante 20 que incluye el compresor 31, el intercambiador de calor exterior 33, el mecanismo reductor de presión 34 y el intercambiador de calor interior 41. El circuito de refrigerante 20 realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor. Más específicamente, durante un funcionamiento de enfriamiento, el gas refrigerante que es comprimido y descargado del compresor 31 es enviado al intercambiador de calor exterior 33 por medio de la válvula de cuatro vías 32. En el intercambiador de calor exterior 33 de la unidad exterior 30, el refrigerante de alta temperatura y alta presión intercambia calor con el aire exterior de manera que el calor de condensación es liberado del gas refrigerante a alta presión y el refrigerante se convierte en líquido. Al refrigerante enfriado que ha liberado calor al exterior se le reduce su presión usando el mecanismo de reducción de presión 34 hasta que el refrigerante puede evaporarse fácilmente incluso a baja temperatura. Este refrigerante de baja presión fluye a continuación al intercambiador de calor interior 41 de la unidad interior 40 y se hace que intercambie calor con el aire interior mediante el intercambiador de calor interior 41 de manera que el refrigerante líquido de baja presión elimina el calor del aire interior eliminando el calor de evaporación. El refrigerante que ha sido enfriado por el intercambiador de calor interior 41 y convertido en gas (o ha experimentado un cambio de fase) es aspirado dentro del compresor 31 a través de la válvula 32 de cuatro vías.

Durante un funcionamiento de calentamiento, opuesto al funcionamiento de enfriamiento, el gas refrigerante que es comprimido y descargado del compresor 31 es enviado al intercambiador de calor interior 41 por medio de la válvula de cuatro vías 32. En el intercambiador de calor interior 41, el refrigerante de gas a alta temperatura y a alta presión intercambia calor con el aire interior de manera que el calor de condensación es liberado del refrigerante de gas a alta presión y el refrigerante se convierte en líquido. Al refrigerante enfriado que ha liberado calor en el interior se le reduce su presión usando el mecanismo de reducción de presión 34 hasta que el refrigerante puede evaporarse fácilmente incluso a baja temperatura. A continuación, se hace que el refrigerante de baja presión intercambie calor con aire exterior mediante el intercambiador de calor exterior 33 de manera que el calor de evaporación es eliminado del refrigerante líquido de baja presión. El refrigerante que ha sido enfriado por el intercambiador de calor exterior 33 y convertido en gas (o ha experimentado un cambio de fase) es aspirado dentro del compresor 31 por medio de la válvula de cuatro vías 32.

Este ciclo de refrigeración por compresión de vapor está ilustrado en la Figura 2. En la Figura 2, la línea curva L1 representa líquido saturado y la línea curva L2 representa vapor saturado seco. En la Figura 2, los estados de los puntos C1 y C11 corresponden a estados del refrigerante en el lado de descarga del compresor 31, es decir, en la tubería de descarga 36. En otras palabras, los estados de los puntos C1 y C11 corresponden a estados del refrigerante en un condensador, es decir, una entrada del intercambiador de calor interior 41 durante un funcionamiento de calentamiento o una entrada del intercambiador de calor exterior 33 durante un funcionamiento de enfriamiento. El estado del siguiente punto C2 corresponde a un estado en una salida del condensador y a un estado en una entrada del mecanismo reductor de presión 34. El refrigerante en la salida del condensador tiene un grado de subenfriamiento SC. El estado del siguiente punto C3 corresponde a un estado en una salida del mecanismo reductor de presión 34. En otras palabras, el estado del punto C3 corresponde a estados en un evaporador, es decir, una entrada del intercambiador de calor interior 41 durante un funcionamiento de enfriamiento o una entrada del intercambiador de calor exterior 33 durante un funcionamiento de calentamiento. Los estados de los puntos C4 y C41 corresponden a estados en un lado de entrada del compresor 31, es decir, a la tubería de entrada 35.

(3-2) Control basado en la temperatura de descarga del compresor 31

En el aparato de refrigeración 10, el control es realizado sobre la base de una temperatura de descarga del compresor 31. El dispositivo de control 50 adquiere la temperatura del refrigerante en el lado de descarga del compresor 31 del sensor de temperatura de descarga 64, adquiere la temperatura del refrigerante dentro del intercambiador de calor exterior 33 del sensor de temperatura del intercambiador de calor exterior 65, y adquiere la temperatura del refrigerante dentro del intercambiador de calor interior 41 del sensor de temperatura del intercambiador de calor interior 75. Durante un funcionamiento de enfriamiento, la temperatura medida por el sensor de temperatura del intercambiador de calor exterior 65 es usada como temperatura de condensación TC y la temperatura medida por el sensor de temperatura del intercambiador de calor interior 75 es usada como temperatura de evaporación TE. Durante un funcionamiento de calentamiento, la temperatura medida por el sensor de temperatura del intercambiador de calor exterior 65 es usada como temperatura de evaporación TE y la temperatura medida por el sensor de temperatura del intercambiador de calor interior 75 es usada como temperatura de condensación TC.

El dispositivo de control 50 usa datos almacenados en él para determinar una temperatura de descarga objeto TTd. A continuación, el dispositivo de control 50 ajusta el grado de abertura del mecanismo reductor de presión 34 de manera que la temperatura del refrigerante en el lado de descarga del compresor 31 medida por el sensor de temperatura de descarga 64 se convierte en la temperatura de descarga objeto TTd. Para conseguir esto, el dispositivo de control 50 compara la temperatura de descarga del compresor 31 y la temperatura de descarga objeto TTd. Si el valor medido por el sensor de temperatura de descarga 64 es menor que la temperatura de descarga objeto TTd, el dispositivo de control 50 disminuye el grado de abertura del mecanismo reductor de presión 34. Por otra parte, si el valor medido por el sensor de temperatura de descarga 64 es mayor que la temperatura de descarga objeto TTd, el dispositivo de control 50 aumenta el grado de abertura del mecanismo reductor de presión 34 y controla la temperatura del refrigerante en el lado de descarga del compresor 31 en una dirección decreciente.

(3-3) Control del par de torsión por compresor 31

Cuando el compresor 31 es un compresor giratorio y el compresor 31 tiene un cilindro, en particular, es muy probable que el compresor 31 vibre. Como solución a este problema, se describe en esta memoria un caso en el que el compresor 31 es un compresor giratorio de un cilindro que solamente tiene un rodillo que gira excéntricamente. Cuando la frecuencia de funcionamiento del compresor 31 es baja, en particular, cuando la frecuencia de funcionamiento está comprendida dentro de un intervalo de 10 Hz a 40 Hz, por ejemplo, es más probable que el compresor 31 vibre. Esta tendencia a vibrar se observa con frecuencia en un compresor 31 de un cilindro. En la unidad exterior 30, debido a que la tubería de entrada 35 y la tubería de descarga 36 están conectadas al compresor 31, la vibración del compresor 31 es transmitida a la tubería de entrada 35 y a la tubería de descarga 36 y se propaga hacia el exterior de la unidad exterior 30, causando por tanto ruido.

Para reducir la vibración en el compresor 31, el controlador de inversión 51 del dispositivo de control 50 controla el par de torsión del compresor 31 dentro de un intervalo predeterminado que incluye una frecuencia de funcionamiento de 10 Hz a 40 Hz. Las Figuras 3, 4 y 5 ilustran formas de onda de corrientes suministradas al motor 31a que está controlado por inversor. La corriente suministrada al motor 31a es corriente trifásica. La Figura 3 muestra una forma de onda de corriente cuando el par de torsión no está controlado. La Figura 4 muestra una forma de onda de corriente cuando la cantidad de control del par de torsión es aproximadamente del 60%. La Figura 5 muestra una forma de onda de corriente cuando el control del par de torsión es del 100%. La frase “control del par de torsión es del 100%” se refiere a aplicar el control del par de torsión máximo permitido para este compresor 31. La comparación de la forma de onda de corriente de la Figura 3 a las formas de onda de corriente de las Figuras 4 y 5 hace que esté claro que la forma de onda de la corriente se distorsiona más conforme aumenta la cantidad de control del par de torsión.

Para examinar este fenómeno desde otro aspecto, la Figura 6 muestra la relación entre una cantidad de control del par de torsión y la entrada de potencia al compresor 31, la Figura 7 muestra la relación entre una cantidad de control del par de torsión y el grado de vibración del compresor 31, y la Figura 8 muestra la relación entre una cantidad de control del par de torsión y la temperatura de descarga del compresor 31. En las Figuras 6 a 8, no se cambia ningún otro parámetro que no sea la cantidad de control del par de torsión. Según se ilustra en la Figura 6, la entrada de potencia al compresor 31 es 150 W cuando no está aplicado el control del par de torsión y aumenta a 160 W cuando la cantidad de control del par de torsión es del 100%. Esto puede verse claramente en las formas de onda de corriente descritas anteriormente, y se debe a que la forma de onda de la corriente se distorsiona más conforme aumenta la cantidad de control del par de torsión, en otras palabras, la pérdida aumenta conforme aumenta la cantidad de control del par de torsión.

Aunque la pérdida aumenta cuando aumenta la cantidad de control del par de torsión, la vibración del compresor 31 se reduce según se ilustra en la Figura 7. Sin embargo, según se ilustra en la Figura 8, el motor 31a genera calor cuando la pérdida aumenta debido a un aumento en la cantidad de control del par de torsión. Debido a que el motor 31 a está integrado en el compresor 31, el calor generado por el motor 31 a dentro del compresor 31 es transferido al refrigerante descargado del compresor 31, y esto causa que aumente la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31. Cuando la eficiencia del aparato de refrigeración 10 disminuye en algún porcentaje debido, por ejemplo, al control del par de torsión, la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 aumenta aproximadamente de 1 a 5°C.

A continuación, se describe un caso en el que está aplicado el control del par de torsión cuando la frecuencia de funcionamiento es un valor comprendido dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, por ejemplo, 40 Hz. Incluso si se genera calor debido a la pérdida causada por el control del par de torsión según se ha descrito anteriormente, el aparato de refrigeración 10 continúa funcionando de manera similar a un aparato de refrigeración convencional si la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 no se torna excesivamente alta.

Sin embargo, si la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 se torna demasiado alta debido al calor generado por el control del par de torsión, el controlador del dispositivo 52 del dispositivo de control 50 controla los dispositivos dispuestos en el circuito de refrigerante 20 de manera que el refrigerante tomado en el compresor 31 pasa a estar en un estado de vapor húmedo. Cuando el circuito de refrigerante 20 está configurado para realizar el ciclo de refrigeración según se ilustra en la Figura 2, el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 está en el estado del punto C4 y está seco y no húmedo cuando la temperatura de descarga objeto TTd está, por ejemplo, en el estado del punto C1. En otras palabras, el refrigerante descargado del compresor 31 tiene un grado de sobrecalentamiento SH. Si la temperatura de descarga objeto TTd está en el estado del punto C11, el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 está en el estado del punto C41 y está húmedo. Más específicamente, para que el ciclo de refrigeración esté configurado de manera que el estado cambie del punto C41 al punto C11, el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 pasa a estar en un estado de vapor húmedo (estado del punto C41) cambiando un grado de reducción de presión mediante el mecanismo reductor de presión 34. La forma de establecer la temperatura de descarga objeto TTd de manera que el refrigerante introducido en el compresor 31 pasa al estado de vapor húmedo es investigada de antemano mediante, por ejemplo, un experimento que usa una máquina real y/o una simulación. Dependiendo del resultado del examen, el dispositivo de control 50 puede ser configurado para realizar el control del cambio de la temperatura de descarga objeto TTd o ser configurado para mantener la temperatura de descarga TTd sin cambios.

Una condición bajo la que la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 se torna con facilidad excesivamente alta es, por ejemplo, un caso en el que la temperatura exterior del lugar en el que está dispuesta la unidad exterior 30 tiene una temperatura alta. Aquí, “alta temperatura” se refiere a una temperatura de 35°C o más. En un aparato de refrigeración 10 que funciona a una temperatura exterior elevada, es probable que aumente la temperatura de condensación del circuito de refrigerante 20, y es probable que la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 aumente excesivamente. Por tanto, el dispositivo de control 50 del aparato de refrigeración 10 determina que el aparato de refrigeración 10 está sometido a una condición en la que la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 se torna fácilmente excesiva dependiendo de si la temperatura de condensación satisface o no una condición de temperatura de condensación, tal como 45°C o más.

En otras palabras, cuando la frecuencia de funcionamiento es un valor comprendido dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, el par de torsión del motor 31a es controlado mediante el control del inversor, y la temperatura de condensación satisface una condición de temperatura de condensación de 45°C o superior, el controlador del dispositivo 52 del dispositivo de control 50 cambia el grado de reducción de presión mediante el mecanismo de reducción de presión 34 de manera que, por ejemplo, el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 pasa a estar en el estado del punto C41 en la Figura 2 a un estado de vapor húmedo. Cuando se satisface esta condición, el grado de abertura del mecanismo reductor de presión 34 es aumentado en un momento en el que, por ejemplo, se inicia el control del par de torsión.

En la realización mencionada anteriormente, el aparato de refrigeración 10 se describe como un dispositivo de aire acondicionado que puede realizar tanto una refrigeración como un calentamiento, no obstante, el aparato de refrigeración 10 puede ser un dispositivo de solo refrigeración según se ilustra en la Figura 9. El aparato de refrigeración 10 ilustrado en la Figura 9 es un dispositivo en el que ha sido retirada la válvula de cuatro vías 32 del aparato de refrigeración 10 ilustrado en la Figura 1, el otro extremo de la tubería de descarga 36 está conectado a una entrada/salida del intercambiador de calor exterior 33, y el otro extremo de la tubería de entrada 35 está conectado al tubo de comunicación 22.

En la realización descrita anteriormente, el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 es pasado a un estado de vapor húmedo cambiando el grado de reducción de presión mediante el mecanismo reductor de presión 34 que usa una válvula de expansión eléctrica, no obstante, se puede usar un mecanismo reductor de presión distinto de una válvula de expansión eléctrica para el mecanismo de reducción de presión 34. Por ejemplo, se puede usar una válvula de expansión mecánica que usa un diafragma o un tubo capilar. Esta válvula o tubo puede estar configurada para, por ejemplo, cambiar el grado de reducción de presión cuando la válvula de expansión del mecanismo o el tubo capilar son usados con una válvula de solenoide.

El controlador del dispositivo 52 del dispositivo de control 50 puede estar configurado para realizar el control de manera que el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 es pasado a un estado de vapor húmedo cambiando la cantidad de aire enviado por el ventilador exterior 37 en lugar del grado de reducción de presión mediante el mecanismo de reducción de presión 34. Por ejemplo, durante un funcionamiento de enfriamiento, el grado de subenfriamiento SC en el intercambiador de calor exterior 33 aumenta fácilmente y el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 es fácilmente pasado a un estado de vapor húmedo cuando la cantidad de aire enviada por el ventilador exterior 37 es aumentada, en comparación con un caso en el que la cantidad de aire enviada es pequeña. Además, el controlador 52 del dispositivo puede estar configurado de manera que el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 es pasado a un estado de vapor húmedo cambiando tanto el grado de reducción de presión mediante el mecanismo de reducción de presión 34 como la cantidad de aire enviada por el ventilador exterior.37.

En la realización descrita anteriormente o en el ejemplo de modificación B, se describe un caso en el que el mecanismo de reducción de presión 34 y/o el ventilador exterior 37 son controlados como dispositivos del circuito de refrigerante 20 para reducir la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31, no obstante, la invención presente puede estar configurada de manera que se use otro dispositivo para disponer el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 en un estado de vapor húmedo o de manera que es inyectado refrigerante de presión intermedia en el circuito de refrigerante 20 en el refrigerante que está siendo comprimido en el compresor 31.

La Figura 10 ilustra un aparato de refrigeración ejemplar 10 que tiene una configuración en la que la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 es reducida mediante inyección. El aparato de refrigeración 10 ilustrado en la Figura 10 incluye un circuito puente 90, un receptor de alta presión 100, una válvula electrónica de inyección 83, un intercambiador de calor para la inyección 84, una válvula de abertura/cierre de inyección intermedia 86 y una válvula de abertura/cierre de inyección de entrada 88. El compresor 31 recoge gas refrigerante de la tubería de entrada 35 por medio de un recipiente del compresor 38. El otro extremo del mecanismo reductor de presión 34 está conectado al circuito puente 90.

El circuito puente 90 tiene cuatro válvulas antirretorno 91, 92, 93, 94. La válvula antirretorno de entrada 91 es una válvula antirretorno que solo permite que el refrigerante fluya desde el intercambiador de calor exterior 33 al receptor de alta presión 100. La válvula antirretorno de salida 92 es una válvula antirretorno que solo permite que el refrigerante fluya desde el receptor de alta presión 100 al intercambiador de calor interior 41. La válvula antirretorno de entrada 93 es una válvula antirretorno que solo permite que el refrigerante fluya desde el intercambiador de calor interior 41 al receptor de alta presión 100. La válvula antirretorno de salida 94 es una válvula antirretorno que solo permite que el refrigerante fluya desde el receptor de alta presión 100 al intercambiador de calor exterior 33 por medio del mecanismo reductor de presión 34. En otras palabras, las válvulas antirretorno de entrada 91,93 realizan la función de causar que el refrigerante fluya desde el intercambiador de calor exterior 33 o del intercambiador de calor interior 41 al receptor de alta presión 100, y las válvulas antirretorno de salida 92, 94 realizan la función de causar que el refrigerante fluya desde el receptor de alta presión 100 a uno del intercambiador de calor exterior 33 o del intercambiador de calor interior 41. El receptor de alta presión 100 es un recipiente que funciona como un depósito de almacenamiento de refrigerante y está dispuesto entre el mecanismo reductor de presión 34 y la unidad interior 40.

El intercambiador de calor para la inyección 84 está dispuesto entre una salida del receptor de alta presión 100 y las válvulas antirretorno de salida 92, 94 del circuito puente 90. Un tubo de ramificación 82 se ramifica desde una parte de un paso principal del flujo de refrigerante 21a que conecta una salida del receptor de alta presión 100 al intercambiador de calor para la inyección 84. El paso de flujo de refrigerante principal 21 a es un paso de flujo principal para refrigerante líquido que conecta el intercambiador de calor exterior 33 al intercambiador de calor interior 41.

La válvula electrónica de inyección 83 está dispuesta en la tubería ramificada 82. El grado de abertura de la válvula electrónica de inyección 83 puede ser ajustado. La tubería ramificada 82 está conectada a un segundo paso de flujo 84b del intercambiador de calor para la inyección 84. En otras palabras, cuando la válvula electrónica de inyección 83 está abierta, el refrigerante que ha sido ramificado desde el paso principal del flujo del refrigerante 21 a hacia la tubería ramificada 82 reduce su presión mediante la válvula electrónica de inyección 83 y fluye hacia el segundo paso de flujo 84b del intercambiador de calor para la inyección 84. El segundo paso de flujo 84b del intercambiador de calor para la inyección 84 forma parte de la tubería ramificada 82.

El refrigerante cuya presión ha sido reducida mediante la válvula electrónica de inyección 83 y que ha fluido al segundo paso de flujo 84b del intercambiador de calor para la inyección 84 intercambia calor con refrigerante que fluye a través del primer paso de flujo 84a del intercambiador de calor para la inyección 84. El primer paso de flujo 84a del intercambiador de calor para la inyección 84 forma parte del paso principal de flujo de refrigerante 21a. Después del intercambio de calor por el intercambiador de calor para la inyección 84, el refrigerante que fluye a través de la tubería ramificada 82 fluye hacia un paso de flujo de inyección intermedio 85 o un paso de flujo de inyección de entrada 87 que se describe más adelante. Un sensor de temperatura para la inyección 96 para detectar la temperatura del refrigerante después del intercambio de calor por el intercambiador de calor para la inyección 84 está conectado a un lado aguas abajo del intercambiador de calor para la inyección 84 de la tubería ramificada 82.

El intercambiador de calor para la inyección 84 es, por ejemplo, un intercambiador de calor interior con una estructura de doble tubo y, según se ha descrito anteriormente, causa un intercambio de calor entre el refrigerante que fluye a través del paso de flujo de refrigerante principal 21a que es un paso de flujo principal y refrigerante para la inyección que fluye a través de la tubería ramificada 82 que se ramifica desde el paso principal de flujo de refrigerante 21 a usado para la inyección. El primer paso de flujo 84a del intercambiador de calor para la inyección 84 tiene un extremo conectado a una salida del receptor de alta presión 100 y el otro extremo está conectado a las válvulas antirretorno de salida 92, 94 del circuito puente 90.

El recipiente del compresor 38 está dispuesto en la tubería de entrada 35 entre la válvula de cuatro vías 32 y el compresor 31 y sirve para impedir que el compresor 31 absorba una gran cantidad de refrigerante líquido cuando un refrigerante que contiene transitoriamente muchos componentes líquidos fluye hacia la tubería de entrada 35. Además del recipiente del compresor 38 descrito en este ejemplo de modificación, la tubería de entrada 35 puede tener dispuesto un acumulador para reducir el líquido que fluye de regreso al compresor 31.

El paso de flujo de inyección de entrada 87 está conectado a una tubería de la tubería de entrada 35 que conecta el recipiente del compresor 38 al compresor 31. El paso 87 de flujo de inyección de entrada es una tubería que conecta una porción aguas abajo del intercambiador de calor para la inyección 84 de la tubería ramificada 82 a la tubería de entrada 35. La válvula de abertura/cierre de inyección de entrada 88 está dispuesta en el paso del flujo de inyección de entrada 87. La válvula de abertura/cierre de inyección de entrada 88 es una válvula de solenoide que conmuta entre un estado abierto y un estado cerrado.

El compresor 31 tiene dispuesto un puerto de inyección intermedio 39. El puerto de inyección intermedio 39 es un puerto de introducción de refrigerante para causar que el refrigerante exterior fluya al refrigerante de presión intermedia que está siendo comprimido por el compresor 31. El paso de flujo de inyección intermedio 85 está conectado al puerto de inyección intermedio 39. El paso de flujo de inyección intermedio 85 es un tubo que conecta la porción de aguas abajo del intercambiador de calor para la inyección 84 de la tubería ramificada 82 a la tubería de entrada 35 al puerto de inyección intermedio 39. La válvula de inyección intermedia abierta/cerrada 86 está dispuesta en el paso del flujo de inyección intermedio 85. La válvula de abertura/cierre de inyección intermedia 86 es una válvula de solenoide que conmuta entre un estado abierto y un estado cerrado. El compresor 31 puede tener una configuración en la que el paso de flujo de inyección intermedio 85 está conectado a una tubería de refrigerante que conecta un puerto de descarga de un compresor de etapa baja a un puerto de entrada de un compresor de etapa alta en lugar de una configuración en la que los dos compresores están dispuestos en serie.

Según se ilustra en la Figura 10, una punta de la tubería ramificada 82 que se extiende a través del intercambiador de calor para la inyección 84 al compresor 31 está conectada al paso del flujo de inyección intermedio 85 y al paso del flujo de inyección de entrada 87 a través de una tubería bifurcada. Cuando la válvula de abertura/cierre de inyección intermedia 86 está abierta, el refrigerante que fluye a través de la tubería ramificada 82 por medio del intercambiador de calor para la inyección 84 es inyectado en el puerto de inyección intermedia 39 desde el paso de flujo de inyección intermedia 85. Cuando la válvula abierta/cerrada de inyección de entrada 86 está cerrada, el refrigerante que fluye a través de la tubería ramificada 82 es inyectado en la tubería de entrada 35 desde el paso de flujo de inyección de entrada 87 y es aspirado dentro del compresor 31. En la Figura 10, no se muestran las líneas discontinuas que indican las relaciones de conexión entre los diversos dispositivos del dispositivo de control 50 y el circuito de refrigerante 20.

A continuación, se describe el funcionamiento del aparato de refrigeración 10 según este ejemplo de modificación. El control en cada tipo de funcionamiento descrito en esta memoria es realizado mediante el dispositivo de control de funcionamiento 50. El dispositivo de control 50 tiene como objeto aumentar el rendimiento del funcionamiento y disminuir la temperatura de descarga del compresor 31. El controlador del dispositivo 52 del dispositivo de control 50 realiza una inyección intermedia o una Inyección de entrada cuando la frecuencia de funcionamiento es un valor comprendido dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, el par de torsión del motor 31a es controlado mediante el control del inversor y la temperatura de condensación satisface una condición de temperatura de condensación de 45°C o superior. La inyección intermedia se refiere a dividir parcialmente el refrigerante que fluye a través del paso del flujo de refrigerante principal 21a desde el condensador al evaporador e inyectar gas refrigerante en el puerto de inyección intermedia 39 del compresor 31 a través del paso del flujo de inyección intermedio 85. La inyección de entrada se refiere a dividir parcialmente el refrigerante que fluye a través del paso del flujo de refrigerante principal 21 a desde el condensador al evaporador e inyectar gas refrigerante en la tubería de entrada 35 a través del paso del flujo de inyección de entrada 87 de manera que el gas refrigerante es aspirado dentro del compresor 31. Ambas la inyección intermedia y la inyección de entrada consiguen el efecto de reducir la temperatura de descarga del compresor 31.

En el control de inyección intermedia, la válvula 86 de abertura/cierre de inyección intermedia está abierta y la válvula 88 de abertura/cierre de inyección de entrada está cerrada. El grado de abertura de la válvula electrónica de inyección 83 es controlado dependiendo de la temperatura de descarga del refrigerante descargado del compresor 31, y se realiza el control húmedo de la humectación del gas refrigerante inyectado de forma intermedia. En otras palabras, el dispositivo de control 50 controla el grado de abertura de la válvula electrónica de inyección 83 de manera que el gas refrigerante inyectado de forma intermedia cambia a gas flash (vapor instantáneo) de dos fases gas-líquido para aumentar el efecto de enfriamiento de la inyección intermedia.

Cuando no se realiza ni la inyección intermedia ni la inyección de entrada, tanto la válvula 86 de abertura/cierre de inyección intermedia como la válvula 88 de abertura/cierre de la inyección de entrada están cerradas.

En el control de inyección de entrada, la válvula 86 de abertura/cierre de inyección intermedia está cerrada y la válvula 88 de abertura/cierre de inyección de entrada está abierta. Se controla el grado de abertura de la válvula electrónica de inyección 83, y se realiza el control en húmedo del refrigerante de gas inyectado de entrada de humectación. En otras palabras, el dispositivo de control 50 controla el grado de abertura de la válvula electrónica de inyección 83 de manera que el gas refrigerante inyectado de entrada cambia a gas flash (vapor instantáneo) de dos fases gas-líquido para aumentar el efecto de enfriamiento de la inyección de entrada.

En la realización descrita anteriormente y en los ejemplos de modificación A a C, la condición de temperatura de condensación en la que la temperatura de condensación del circuito de refrigerante 20 es de 45°C o superior se establece como una condición predeterminada para determinar si el controlador 52 del dispositivo está o no está para controlar los dispositivos dispuestos en el circuito de refrigerante 20 de manera que el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 pasa a un estado de vapor húmedo o de manera que el refrigerante de presión intermedia del circuito de refrigerante 20 es inyectado en el refrigerante que experimenta una compresión en el compresor 31. Sin embargo, en lugar de la condición de temperatura de condensación, esta condición predeterminada puede ser una condición de alta presión en la que la presión en un lado de alta presión del circuito de refrigerante 20 es una presión predeterminada o superior, una condición de diferencia de presión en la que una diferencia de presión entre el lado de alta presión y el lado de baja presión del circuito de refrigerante 20 es una diferencia predeterminada o superior, o una condición de temperatura exterior en la que la temperatura del aire exterior que intercambia calor con el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante 20 es una temperatura predeterminada o superior. Se determina que la condición de alta presión es satisfecha/insatisfecha por el dispositivo de control 50 dependiendo de si, por ejemplo, la presión de refrigerante detectada por un sensor de presión dispuesto en la tubería de descarga 36 es una presión predeterminada o superior. Se determina que la condición de diferencia de presión es satisfecha/insatisfecha por el dispositivo de control 50 calculando, por ejemplo, la presión del lado de alta presión del circuito de refrigerante 20 a partir de una diferencia de presión de refrigerante detectada por un sensor de presión dispuesto en la tubería de descarga 36 y la presión del sensor de presión de entrada 61 y determinando si la diferencia de presión calculada es una diferencia predeterminada o superior. Se determina que la condición de temperatura exterior está satisfecha/insatisfecha por el dispositivo de control 50 dependiendo de si, por ejemplo, la temperatura del aire exterior detectada por el sensor de temperatura exterior 66 es una temperatura predeterminada o superior.

En la realización descrita anteriormente y en los ejemplos de modificación A a D, se describe un caso en el que un refrigerante HFC que es un refrigerante R32 simple representado por la fórmula molecular CH²F²fluye a través del circuito de refrigerante 20, pero el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante 20 no está limitado al refrigerante HFC que es un refrigerante R32 simple. Sin embargo, el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante 20 es preferiblemente un refrigerante que contiene más del 50% en peso de R32. Un refrigerante que contiene más del 50% en peso de R32 es, por ejemplo, una mezcla entre R32 y HFO-1234yf, o una mezcla entre R32 y HFO-1123. Un refrigerante que contiene más del 50% en peso de R32 y no contiene cloro contribuye menos al calentamiento global y a la degradación de la capa de ozono en comparación con otros refrigerantes fluorocarbonados tales como clorofluorocarbonos e hidroclorofluorocarbonos, y además consigue una eficiencia relativamente alta del aparato de refrigeración 10 . Ejemplos de otros refrigerantes incluyen CO², HFO-1234yf y HFO-1123.

(5) Características

(5-1)

Según se ha descrito anteriormente, en el aparato de refrigeración 10, incluso si el motor genera calor debido al control del par de torsión cuando es probable que la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 se torna excesivamente alta, el controlador del dispositivo 52 puede controlar el mecanismo 34 de reducción de presión, el ventilador exterior 37, la válvula electrónica de inyección 83, la válvula de abertura/cierre de inyección intermedia 86 y/o la válvula de abertura/cierre de inyección de entrada 88 (los dispositivos ejemplares que componen el circuito de refrigerante 20), para disponer de esta manera el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 en un estado de vapor húmedo o inyectar refrigerante de presión intermedia en el refrigerante que experimenta una compresión en el compresor 31. Disponiendo el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 en un estado de vapor húmedo o inyectando el refrigerante de presión intermedia en el circuito de refrigerante 20 en el refrigerante sometido a compresión en el compresor 31, la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 puede ser bajada y se puede reducir la posibilidad de que la temperatura del refrigerante sea excesivamente alta incluso cuando el par de torsión del compresor 31 está controlado, lo que incluye que el motor 31 a está controlado.

(5-2)

(5-3)

El refrigerante aspirado dentro del compresor 31 es pasado a un estado de vapor húmedo controlando el cambio en el grado de reducción de presión por el mecanismo de reducción de presión 34 y/o la cantidad de aire enviado por el ventilador exterior 37. En otras palabras, el mecanismo reductor de presión 34 y/o el ventilador exterior 37, que son dispositivos de uso común en el circuito de refrigerante 20, pueden ser usados para bajar la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 bajo la condición de que la frecuencia de funcionamiento está comprendida dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, el par de torsión del motor 31 a es controlado y, por ejemplo, la temperatura de condensación es de 45°C o superior (ejemplo de condición predeterminada). De esta manera, no hay necesidad de dotar al circuito de refrigerante 20 de un nuevo dispositivo para impedir que la temperatura del refrigerante se torne excesivamente alta cuando el par de torsión del compresor 31 está controlado, y un aumento de los costos incurridos para impedir que la temperatura del refrigerante se torne excesivamente alta cuando el par de torsión del compresor 31 está controlado.

(5-4)

En el aparato de refrigeración 10 descrito anteriormente, el refrigerante aspirado dentro del compresor puede ser pasado a un estado de vapor húmedo si la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31 coincide con la temperatura de descarga objeto TTd y, por tanto, los dispositivos solo necesitan ser controlados mientras se monitoriza la temperatura del refrigerante descargado del compresor 31. Además, es más fácil realizar el control usando el controlador 52 del dispositivo para disponer el refrigerante aspirado dentro del compresor 31 en un estado de vapor húmedo durante el control del par de torsión.

(5-5)

En el circuito de refrigerante 20 a través del que fluye un refrigerante que contiene más del 50% en peso de R32, es más probable que el refrigerante tenga una temperatura y una presión altas porque el refrigerante contiene más del 50% en peso de R32, pero en el aparato de refrigeración 10 descrito anteriormente, incluso cuando el refrigerante está sometido al calor generado por el motor 31 a debido al control del par de torsión, se puede reducir la posibilidad de que la temperatura del refrigerante sea excesivamente alta y el par de torsión del motor 31 a en el compresor 31 pueda ser controlado más fácilmente. El uso de un refrigerante h Fc que contiene más del 50% en peso de R32 en el circuito de refrigerante 20 contribuye menos al calentamiento global y a descomponer la capa de ozono en comparación con otros refrigerantes fluorocarbonados, y además consigue una eficiencia relativamente alta del aparato de refrigeración 10. Lista de signos de referencia

10 aparato de refrigeración

20 circuito de refrigerante

31 compresor

31a motor

34 mecanismo reductor de presión

37 ventilador al aire libre

50 dispositivo de control

51 controlador de inversión

52 controlador del dispositivo

83 válvula electrónica de inyección

86 válvula de abertura/cierre de inyección intermedia

88 válvula de abertura/cierre de inyección de entrada

Lista de citas

Bibliografía de patentes

(Bibliografía de patentes) JP H06-075154A

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de refrigeración comprendiendo:

a) un circuito de refrigerante (20) comprendiendo un compresor (31), un condensador (33, 41), un mecanismo reductor de presión (34) y un evaporador (41,33), en donde;

b) el compresor (31) tiene un motor integrado (31a) que tiene su giro controlado por el control del inversor, estando configurado el compresor (31) para comprimir el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante (20); y

c) un controlador de inversión (51) que controla el par de torsión del motor integrado (31a) por medio del control de inversión cuando la frecuencia de funcionamiento del compresor (31) es al menos un valor comprendido dentro de un intervalo de 10 Hz a 40 Hz;

caracterizado por

d) un controlador del dispositivo (52) que, cuando la frecuencia de funcionamiento está comprendida al menos dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, el par de torsión del motor está controlado, y bajo una condición predeterminada en la que la temperatura del refrigerante descargado del compresor (31) se torna con facilidad excesivamente alta, controla el mecanismo de reducción de presión (34) de manera que;

e) el refrigerante aspirado dentro del compresor (31) pasa a un estado de vapor húmedo cambiando el grado de reducción de presión mediante el mecanismo de reducción de presión (34).

2. Un aparato de refrigeración comprendiendo:

caracterizado por que

d) el compresor (31) tiene dispuesto un puerto de inyección intermedio (39) que es un puerto de introducción de refrigerante para inyectar refrigerante de presión intermedia dentro del circuito de refrigerante dentro del refrigerante que experimenta una compresión en el compresor (31);

e) una válvula electrónica de inyección (83) para reducir la presión del refrigerante que está parcialmente dividido a partir del paso principal del flujo de refrigerante (21a) entre el condensador (33, 41) y el evaporador (41, 33) y es inyectado en el puerto de inyección intermedio (39);

f) un controlador del dispositivo (52) que, cuando la frecuencia de funcionamiento está al menos dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, el par de torsión del motor está controlado, y bajo una condición predeterminada en la que la temperatura del refrigerante descargado del compresor (31) se torna con facilidad excesivamente alta, controla un grado de abertura de la válvula electrónica de inyección (83) tal que;

g) el refrigerante gaseoso inyectado de forma intermedia cambia a gas flash (vapor instantáneo) de dos fases gaslíquido (vapor instantáneo).

3. El aparato de refrigeración según la reivindicación 1 o 2, en donde

la condición predeterminada es una condición de temperatura de condensación en la que la temperatura de condensación del circuito de refrigerante es de 45°C o superior.

4. El aparato de refrigeración según la reivindicación 1, comprendiendo además:

un ventilador exterior (37) que está dispuesto en el circuito de refrigerante para suministrar aire exterior para que intercambie calor con el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante, estando configurado el ventilador exterior (37) para cambiar la cantidad de aire enviado,

en donde, cuando la frecuencia de funcionamiento está al menos comprendida dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, el par de torsión del motor integrado (31a) está controlado, y bajo la condición predeterminada, el controlador del dispositivo (52) controla además la cantidad de aire enviada por el ventilador exterior (37), para disponer de esta manera el refrigerante aspirado dentro del compresor (31) en un estado de vapor húmedo.

5. El aparato de refrigeración según la reivindicación 1, en donde,

cuando al menos la frecuencia de funcionamiento está comprendida dentro del intervalo de 10 Hz a 40 Hz, el par de torsión del motor integrado (31) está controlado, y bajo la condición predeterminada, el controlador del dispositivo (52) controla el mecanismo de reducción de presión (34 ) de manera que la temperatura del refrigerante descargado del compresor (31) coincide con una temperatura de descarga objeto, para disponer de esta manera el refrigerante aspirado dentro del compresor (31) en un estado de vapor húmedo.

6. El aparato de refrigeración según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde:

el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante es un refrigerante que contiene más del 50% en peso de R32.