ES2902327T3

ES2902327T3 - Dispositivo de ciclo de refrigeración

Info

Publication number: ES2902327T3
Application number: ES17930722T
Authority: ES
Inventors: Kensaku Hatanaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2022-03-28
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: EP3705807B1; JPWO2019087346A1; CN111279137B; US11193705B2; EP3705807A1; US20200326112A1; KR102229436B1; CN111279137A; KR20200055060A; AU2017438484A1; EP3705807A4; AU2017438484B2; RU2744964C1; JP6858883B2; WO2019087346A1

Abstract

Aparato de ciclo de refrigeración (100, 200), que comprende un compresor (1), un primer intercambiador de calor (2), una válvula de expansión (3) y un segundo intercambiador de calor (4), estando el aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) configurado para circular refrigerante en este orden en una operación de calentamiento, el aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) comprende además: una primera válvula (6) conectada entre el compresor (1) y el primer intercambiador de calor (2); una segunda válvula (7) conectada entre el primer intercambiador de calor (2) y la válvula de expansión (3); y un controlador (9, 92) configurado para cerrar las válvulas primera y segunda (6, 7) cuando se cumple una condición de detención de la operación de calentamiento, caracterizado porque el controlador (9, 92) se configura para, cuando se cumple una condición de inicio de la operación de calentamiento, si se cumple una condición específica, iniciar el suministro del refrigerante desde el compresor (1) hasta la primera válvula (6) y a continuación abrir las válvulas primera y segunda (6, 7), y si no se cumple la condición específica, abrir las válvulas primera y segunda (6, 7) y a continuación iniciar el suministro del refrigerante desde el compresor (1) hasta la primera válvula (6), indicando la condición específica que una primera capacidad de intercambio de calor del primer intercambiador de calor (2) es mayor que una segunda capacidad de intercambio de calor del segundo intercambiador de calor (4).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de ciclo de refrigeración

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato de ciclo de refrigeración que realiza una operación de calentamiento.

Técnica anterior

Un aparato de ciclo de refrigeración convencionalmente conocido atrapa refrigerante en un condensador cuando se detiene una operación de calentamiento, mejorando de ese modo la comodidad para un usuario al inicio de la operación de calentamiento. Por ejemplo, la patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2012-167860 (PTL 1) da a conocer un acondicionador de aire de tipo bomba de calor en el que se conecta un intercambiador de calor interior entre dos válvulas de encendido-apagado y las dos válvulas de encendido-apagado están cerradas al inicio de una operación de descongelación para atrapar refrigerante en el intercambiador de calor interior. El acondicionador de aire de tipo bomba de calor ha mejorado su capacidad de calentamiento al finalizar la operación de descongelación y empezar la operación de calentamiento. Esto lleva a una comodidad para el usuario mejorada en la operación de calentamiento.

Lista de referencias

Documentos de patente

PTL 1: patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2012-167860

Sumario de la invención

Problema técnico

Cuando se detiene la operación de calentamiento, el refrigerante atrapado en el primer intercambiador de calor que ha funcionado como un condensador en la operación de calentamiento se enfría a medida que transcurre el tiempo desde la detención de la operación de calentamiento. Dado que disminuye una diferencia de temperatura entre el aire alrededor del primer intercambiador de calor y el refrigerante, disminuye la capacidad de intercambio de calor (una cantidad de intercambio de calor por unidad de tiempo entre refrigerante y aire) del primer intercambiador de calor. La relación de magnitud entre la primera capacidad de intercambio de calor del primer intercambiador de calor y la segunda capacidad de intercambio de calor del segundo intercambiador de calor que ha funcionado como un evaporador en la operación de calentamiento cambia dependiendo de un tiempo transcurrido a partir de la detención de la operación de calentamiento. Con el fin de mejorar la capacidad de calentamiento al inicio de la operación de calentamiento, el aparato de ciclo de refrigeración necesita estar controlado de manera que se distribuye refrigerante en favor de un intercambiador de calor con alta capacidad de intercambio de calor en consideración de esta relación de magnitud. Sin embargo, según la patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2012-167860 (PTL 1), no se tienen en consideración variaciones en la relación de magnitud de la capacidad de intercambio de calor asociada con un tiempo transcurrido a partir de la detención de la operación de calentamiento.

La presente invención se ha realizado para resolver el problema anterior y un objetivo de la misma es mejorar la capacidad de calentamiento al inicio de una operación de calentamiento.

Solución al problema

Un aparato de ciclo de refrigeración según la presente invención se define por las características de la reivindicación 1.

Ventajas de la invención

El aparato de ciclo de refrigeración según la presente invención invierte el orden del proceso de apertura de las válvulas primera y segunda y el proceso de inicio del suministro de refrigerante desde el compresor hasta la primera válvula según si se cumple la condición específica, que indica que la primera capacidad de intercambio de calor es mayor que la segunda capacidad de intercambio de calor, cuando se cumple la condición de inicio de la operación de calentamiento, lo que lleva a una capacidad de calentamiento mejorada al inicio de la operación de calentamiento.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques funcional que muestra una configuración de un aparato de ciclo de refrigeración según la realización 1 y un flujo de refrigerante en una operación de calentamiento.

La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra un proceso realizado por un controlador de la figura 1 cuando un usuario ha proporcionado una orden de detención.

La figura 3 es un diagrama de bloques funcional que muestra una configuración del aparato de ciclo de refrigeración cuando se detiene la operación de calentamiento.

La figura 4 muestra una relación entre una primera capacidad de intercambio de calor de un primer intercambiador de calor y una segunda capacidad de intercambio de calor de un segundo intercambiador de calor cuando se inicia la operación de calentamiento a una primera temperatura mayor que una segunda temperatura.

La figura 5 muestra una relación entre la primera capacidad de intercambio de calor y la segunda capacidad de intercambio de calor cuando se inicia la operación de calentamiento a la primera temperatura menor que la segunda temperatura después de un lapso de tiempo desde una detención de la operación de calentamiento.

La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra un proceso de inicio de la operación de calentamiento realizado por el controlador de la figura 1.

La figura 7 es un diagrama de flujo que muestra específicamente un flujo del proceso de la figura 6 cuando el usuario ha ordenado el inicio de la operación de calentamiento.

La figura 8 es un diagrama de flujo que muestra un flujo de procesamiento específico de procesamiento de espera de la figura 7.

La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra un proceso realizado por el controlador de la figura 1 cuando se cumple una condición de inicio de una operación de descongelación (una condición de detención de la operación de calentamiento).

La figura 10 es un diagrama de bloques funcional que muestra una configuración del aparato de ciclo de refrigeración cuando se realiza la operación de descongelación.

La figura 11 es un diagrama de flujo que muestra de manera específica un flujo del proceso de la figura 6 cuando se cumple una condición de finalización de la operación de descongelación (una condición de inicio de la operación de calentamiento).

La figura 12 muestra una configuración funcional de un aparato de ciclo de refrigeración según una modificación de la realización 1 y un flujo de refrigerante en la operación de calentamiento.

La figura 13 muestra una configuración funcional de un aparato de ciclo de refrigeración según otra modificación de la realización 1 y un flujo de refrigerante en la operación de calentamiento.

La figura 14 muestra una configuración funcional cuando se detiene la operación de calentamiento en el aparato de ciclo de refrigeración de la figura 13.

La figura 15 muestra una configuración funcional del aparato de ciclo de refrigeración de la figura 13 y un flujo de refrigerante en una operación de refrigeración.

La figura 16 muestra una configuración funcional cuando se detiene la operación de refrigeración en el aparato de ciclo de refrigeración de la figura 15.

La figura 17 es un diagrama de bloques funcional que muestra una configuración de un aparato de ciclo de refrigeración según la realización 2 y un flujo de refrigerante en la operación de calentamiento.

La figura 18 es un diagrama de flujo que muestra de manera específica un flujo del proceso de la figura 6 cuando el usuario ha ordenado el inicio de la operación de calentamiento en la realización 2.

La figura 19 es un diagrama de flujo que muestra un flujo de procesamiento específico de procesamiento de espera de la figura 18.

La figura 20 es un diagrama de flujo que muestra de manera específica un flujo del proceso de la figura 6 cuando se cumple la condición de finalización de la operación de descongelación (la condición de inicio de la operación de calentamiento) en la realización 2.

La figura 21 es un diagrama de flujo que muestra un flujo de procesamiento específico de procesamiento de espera de la figura 20.

Descripción de las realizaciones

Las realizaciones de la presente invención se describirán a continuación en detalle con referencia a los dibujos. Las mismas partes o partes correspondientes se designan por las mismas referencias en los dibujos, cuya descripción no se repetirá en principio.

Realización 1

La figura 1 es un diagrama de bloques funcional que muestra una configuración de un aparato de ciclo de refrigeración 100 según la realización 1 y un flujo de refrigerante en una operación de calentamiento. Tal como se muestra en la figura 1, el aparato de ciclo de refrigeración 100 incluye una unidad exterior 20 y una unidad interior 30. La unidad exterior 20 incluye un compresor 1, una válvula de expansión 3, un segundo intercambiador de calor 4, una válvula de cuatro pasos 5 (válvula de conmutación de trayectoria de flujo), una primera válvula solenoide 6 (primera válvula), una segunda válvula solenoide 7 (segunda válvula), a válvula de derivación 8 (tercera válvula) y un controlador 9. La unidad interior 30 incluye un primer intercambiador de calor 2.

El compresor 1 aspira refrigerante gaseoso del segundo intercambiador de calor 4, comprime adiabáticamente el refrigerante y descarga refrigerante gaseoso a alta presión al primer intercambiador de calor 2. El primer intercambiador de calor 2 se coloca en el interior y funciona como un condensador en la operación de calentamiento. El refrigerante gaseoso del compresor 1 libera calor de condensación y se condensa en el primer intercambiador de calor 2 para pasar a refrigerante líquido. La válvula de expansión 3 expande adiabáticamente el refrigerante líquido del primer intercambiador de calor 2 y descomprime el refrigerante líquido y provoca que el refrigerante en un estado bifásico gaseoso-líquido (vapor húmedo) salga hacia el segundo intercambiador de calor 4. La válvula de expansión 3 incluye, por ejemplo, una válvula de expansión lineal (LEV). El segundo intercambiador de calor 4 se coloca en el exterior y funciona como un evaporador en la operación de calentamiento. El vapor húmedo de la válvula de expansión 3 absorbe calor de evaporación del aire exterior y se evapora en el segundo intercambiador de calor 4.

La primera válvula solenoide 6 se conecta entre el compresor 1 y el primer intercambiador de calor 2. La segunda válvula solenoide 7 se conecta entre el primer intercambiador de calor 2 y la válvula de expansión 3. La válvula de derivación 8 se conecta entre una primera trayectoria de flujo FP1 entre la válvula de cuatro pasos 5 y la primera válvula solenoide 6 y una segunda trayectoria de flujo FP2 entre la segunda válvula solenoide 7 y la válvula de expansión 3.

La válvula de cuatro pasos 5 conecta un orificio de descarga del compresor 1 y la primera válvula solenoide 6 entre sí y también conecta un orificio de entrada del compresor 1 y el segundo intercambiador de calor 4 entre sí en la operación de calentamiento. La válvula de cuatro pasos 5 forma una trayectoria de flujo en la operación de calentamiento de manera que el refrigerante circula en orden de compresor 1, válvula de cuatro pasos 5, primera válvula solenoide 6, primer intercambiador de calor 2, segunda válvula solenoide 7, válvula de expansión 3, segundo intercambiador de calor 4 y válvula de cuatro pasos 5.

El controlador 9 conmuta el modo de funcionamiento del aparato de ciclo de refrigeración 100 para hacer que el aparato de ciclo de refrigeración 100 realice la operación de calentamiento, la operación de refrigeración o la operación de descongelación. El controlador 9 controla la frecuencia de accionamiento del compresor 1 para controlar una cantidad (volumen) de refrigerante descargado por el compresor 1 por unidad de tiempo. El controlador 9 controla la válvula de cuatro pasos 5 para conmutar la dirección de circulación de refrigerante. El controlador 9 controla el grado de apertura de la válvula de expansión 3 para ajustar las temperaturas, la tasa de flujo y la presión del refrigerante del primer intercambiador de calor 2 y el segundo intercambiador de calor 4. El controlador 9 controla la apertura/cierre de la primera válvula solenoide 6, la segunda válvula solenoide 7 y la válvula de derivación 8. En la operación de calentamiento, el controlador 9 mantiene la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 abiertas y mantiene la válvula de derivación 8 cerrada.

El controlador 9 obtiene una primera presión P1 de refrigerante entre la primera válvula solenoide 6 y el primer intercambiador de calor 2 a partir de un sensor de presión PS1. El sensor de presión PS1 se dispone en la unidad interior 30. El controlador 9 obtiene una segunda presión P2 de refrigerante entre el compresor 1 y la primera válvula solenoide 6 de un sensor de presión PS2. El sensor de presión PS2 se dispone en una tubería conectada al orificio de descarga del compresor 1.

El controlador 9 obtiene una primera temperatura T1 como una temperatura interior de un sensor de temperatura TS1. El sensor de temperatura TS1 se dispone cerca de un orificio del primer intercambiador de calor 2 hacia el que fluye el refrigerante en la operación de calentamiento. El sensor de temperatura TS1 se puede disponer en cualquier lugar siempre que pueda medir la temperatura interior. El controlador 9 obtiene una segunda temperatura T2 como una temperatura exterior de un sensor de temperatura TS2. El sensor de temperatura TS2 se dispone cerca de un orificio del segundo intercambiador de calor 4 desde el que sale el refrigerante en la operación de calentamiento. El sensor de temperatura TS2 se puede disponer en cualquier lugar siempre que pueda medir la temperatura exterior.

La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra un proceso realizado por el controlador 9 cuando un usuario ha ordenado detener la operación de calentamiento. El proceso mostrado en la figura 2 se realiza a través de una rutina principal (no mostrada). Esto mismo se aplica a las figuras 6 a 9, 11 y 18 a 21. A continuación se mencionará una etapa simplemente como S. Una condición de que el usuario ha proporcionado una orden de detención se incluye en una condición de detención de la operación de calentamiento. La instrucción para detener la operación de calentamiento por el usuario incluye una instrucción para especificar un tiempo de detención.

Tal como se muestra en la figura 2, el controlador 9 cierra la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 en S301 y avanza el proceso a S302. El controlador 9 abre la válvula de derivación 8 en S302 y avanza el proceso a S303. El controlador 9 detiene el compresor 1 en S303 y devuelve el proceso a la rutina principal.

La figura 3 es un diagrama de bloques funcional que muestra una configuración del aparato de ciclo de refrigeración 100 cuando se detiene la operación de calentamiento. Tal como se muestra en la figura 3, una diferencia de presión entre el refrigerante descargado del compresor 1 y el refrigerante aspirado por el compresor 1 disminuye por una acción de igualación de presión de la válvula de derivación 8 que se abre cuando se detiene la operación de calentamiento. Además, la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 están cerradas cuando se detiene la operación de calentamiento y, por consiguiente, se atrapa refrigerante en el primer intercambiador de calor 2. El refrigerante se enfría a medida que transcurre el tiempo desde la detención de la operación de calentamiento. Dado que disminuye la diferencia de temperatura entre el aire alrededor del primer intercambiador de calor 2 y el refrigerante, disminuye la capacidad de intercambio de calor del primer intercambiador de calor 2.

La figura 4 muestra una relación entre la primera capacidad de intercambio de calor del primer intercambiador de calor 2 y la segunda capacidad de intercambio de calor del segundo intercambiador de calor 4 cuando se inicia la operación de calentamiento a la primera temperatura T1 mayor que la segunda temperatura T2. La figura 5 muestra una relación entre la primera capacidad de intercambio de calor y la segunda capacidad de intercambio de calor cuando se inicia la operación de calentamiento a la primera temperatura T1 menor que la segunda temperatura T2 después de un lapso de tiempo a partir de la detención de la operación de calentamiento. Las figuras 4 y 5 muestran, cada una, la magnitud de la primera capacidad de intercambio de calor cuando el valor de referencia de la segunda capacidad de intercambio de calor es 100%.

Tal como se muestra en la figura 4, cuando la primera capacidad de intercambio de calor es mayor que la segunda capacidad de intercambio de calor, se mejora más la capacidad de calentamiento del aparato de ciclo de refrigeración 100 iniciando la operación de calentamiento de manera que se distribuye una cantidad de refrigerante más grande a través del primer intercambiador de calor que a través del segundo intercambiador de calor. En contraste, tal como se muestra en la figura 5, cuando la segunda capacidad de intercambio de calor es mayor que la primera capacidad de intercambio de calor, se mejora más la capacidad de calentamiento iniciando la operación de calentamiento de manera que se distribuye una cantidad de refrigerante más grande a través del segundo intercambiador de calor que a través del primer intercambiador de calor.

Por tanto, el aparato de ciclo de refrigeración 100, cuando se cumple la condición de inicio de la operación de calentamiento, invierte el orden del proceso de apertura de la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 y el proceso de inicio del suministro de refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6 según si se cumple una condición específica que indica que la primera capacidad de intercambio de calor es mayor que la segunda capacidad de intercambio de calor, lo que lleva a una capacidad de calentamiento mejorada al inicio de la operación de calentamiento.

La figura 6 es un diagrama de flujo que muestra el proceso de inicio de la operación de calentamiento realizado por el controlador 9 de la figura 1 cuando se cumple la condición de inicio de la operación de calentamiento. Tal como se muestra en la figura 6, en S11, el controlador 9 determina si se cumple la condición específica, indicando que la primera capacidad de intercambio de calor es mayor que la segunda capacidad de intercambio de calor. Cuando se cumple la condición específica (SÍ en S11), el controlador 9 empieza a suministrar refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6 en S12 y, a continuación, abre la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 y devuelve el proceso a la rutina principal. Cuando no se cumple la condición específica (NO en S11), el controlador 9 abre la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 en S13 y, a continuación, empieza a suministrar refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6 y devuelve el proceso a la rutina principal.

Cuando se cumple la condición específica, se inicia el suministro de refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6 con la primera válvula solenoide 6 cerrada, de manera que el refrigerante del segundo intercambiador de calor 4 se mueve a entre el compresor 1 y la primera válvula solenoide 6. La primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 están entonces abiertas, de manera que la operación de calentamiento puede iniciarse con una cantidad más grande de refrigerante distribuido a través del primer intercambiador de calor 2 que a través del segundo intercambiador de calor 4.

Cuando no se cumple la condición específica, la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 se abren antes de que se inicie el suministro de refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6, de manera que el refrigerante de primer intercambiador de calor 2 se mueve hacia el segundo intercambiador de calor 4. Entonces, se inicia el suministro de refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6, de manera que la operación de calentamiento puede iniciarse con una cantidad más grande de refrigerante distribuido a través del segundo intercambiador de calor 4 que a través del primer intercambiador de calor 2.

La figura 7 es un diagrama de flujo que muestra específicamente un flujo del proceso de la figura 6 cuando el usuario ha ordenado el inicio de la operación de calentamiento. La condición que el usuario ha ordenado para iniciar la operación de calentamiento se incluye en la condición de inicio de la operación de calentamiento. La orden para iniciar la operación de calentamiento por el usuario también incluye una orden para especificar un tiempo de inicio. Tal como se muestra en la figura 7, en S11, el controlador 9 determina si la primera presión P1 es mayor que la segunda presión P2. En el proceso mostrado en la figura 7, la condición específica incluye una condición de que la primera presión P1 es mayor que la segunda presión P2.

Cuando la primera presión P1 es mayor que la segunda presión P2 (SÍ en S11), el controlador 9 avanza el proceso a S12. S12 incluye S121 a S124. El controlador 9 cierra la válvula de derivación 8 en S121 y avanza el proceso a S122. El controlador 9 activa el compresor 1 en S122 para iniciar el suministro de refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6 y avanza el proceso a S123. El controlador 9 realiza procesamiento de espera en S123 y a continuación avanza el proceso a S124. El controlador 9 abre la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 en S124 y devuelve el proceso a la rutina principal.

Cuando la primera presión P1 es menor que o igual a la segunda presión P2 (NO en S11), el controlador 9 avanza el proceso a S13. S13 incluye S131 a S133. El controlador 9 cierra la válvula de derivación 8 en S131 y avanza el proceso a S132. El controlador 9 abre la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 en S132 y avanza el proceso a S133. El controlador 9 activa el compresor 1 en S133 para iniciar el suministro de refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6 y devuelve el proceso a la rutina principal.

La figura 8 es un diagrama de flujo que muestra un flujo de procesamiento específico de procesamiento de espera S123 de la figura 7. Tal como se muestra en la figura 8, el controlador 9 espera durante un periodo de tiempo determinado en S1231 y a continuación avanza el proceso a S1232. En S1232, el controlador 9 determina si la segunda presión P2 es mayor que o igual a la primera presión P1. Cuando la segunda presión P2 es menor que la primera presión P1 (NO en S1232), el controlador 9 devuelve el proceso a S1231. Cuando la segunda presión P2 es mayor que o igual a la primera presión P1 (SÍ en S1232), el controlador 9 devuelve el proceso a la rutina principal.

La condición de inicio de la operación de calentamiento incluye una condición de finalización de la operación de descongelación en el aparato de ciclo de refrigeración 100. La condición de finalización de la operación de calentamiento incluye una condición de inicio de la operación de descongelación. A continuación se describirá el control realizado cuando finaliza la operación de descongelación y se reinicia la operación de calentamiento con referencia a las figuras 9 a 11. La condición de inicio de la operación de descongelación incluye, por ejemplo, una condición de que la segunda temperatura T2 alrededor del segundo intercambiador de calor 4 colocado en el exterior es menor que o igual a una primera temperatura de referencia. La condición de finalización de la operación de descongelación incluye, por ejemplo, una condición de que la segunda temperatura T2 es mayor que o igual a una segunda temperatura de referencia.

La figura 9 es un diagrama de flujo que muestra un proceso realizado por el controlador 9 cuando se cumple la condición de inicio de la operación de descongelación (la condición de detención de la operación de calentamiento). El proceso mostrado en la figura 9 es un proceso en el que S303 de la figura 2 se reemplaza por S313. En S313, el controlador 9 conmuta la válvula de cuatro pasos 5 y devuelve el proceso a la rutina principal.

La figura 10 es un diagrama de bloques funcional que muestra una configuración del aparato de ciclo de refrigeración 100 cuando se realiza la operación de descongelación. Tal como se muestra en la figura 10, la válvula de cuatro pasos 5 conecta el orificio de descarga del compresor 1 y el segundo intercambiador de calor 4 entre sí y también conecta el orificio de entrada del compresor 1 y la primera válvula solenoide 6 entre sí en la operación de descongelación. El refrigerante circula en orden de compresor 1, segundo intercambiador de calor 4, válvula de expansión 3 y válvula de derivación 8.

La figura 11 es un diagrama de flujo que muestra de manera específica un flujo del proceso de la figura 6 cuando se cumple la condición de finalización de la operación de descongelación (la condición de inicio de la operación de calentamiento). En el proceso mostrado en la figura 11, S122 y S133 del proceso mostrado en la figura 7 se reemplazan por S122A y S133A, respectivamente. El proceso es similar en el resto de etapas, cuya descripción no se repetirá. En S122A y S133A, el controlador 9 conmuta la válvula de cuatro pasos 5 para conectar el orificio de descarga del compresor 1 y la primera válvula solenoide 6 entre sí e inicia el suministro de refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6.

El aparato de ciclo de refrigeración 100 incluye un primer intercambiador de calor 2 en la unidad interior 30. En el aparato de ciclo de refrigeración según la realización, una unidad interior 30A puede incluir una pluralidad de primeros intercambiadores de calor 2 como en un aparato de ciclo de refrigeración 110 mostrado en la figura 12.

A pesar de que la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 pueden ser de un tipo unilateral que puede estar cerrado cuando fluye refrigerante desde un orificio de ENTRADA hacia un orificio de SALIDA, estas son de manera deseable de tipo bilateral que puede estar cerrado independientemente de la dirección de flujo del refrigerante. El uso de las válvulas solenoides bilaterales puede atrapar refrigerante en el primer intercambiador de calor 2 en el interior de la unidad interior 30 cuando se detiene la operación de refrigeración también en la operación de refrigeración en la que la dirección de flujo del refrigerante es opuesta a la de la operación de calentamiento, mejorando por tanto la capacidad de refrigeración cuando se inicia la operación de refrigeración.

El uso de válvulas de retención y válvulas solenoides unilaterales puede lograr una función similar a la de las válvulas solenoides bilaterales. La figura 13 muestra una configuración funcional de un aparato de ciclo de refrigeración 120 según otra modificación de la realización 1 y un flujo de refrigerante en la operación de calentamiento. En la configuración del aparato de ciclo de refrigeración 120, la primera válvula solenoide 6 y la segunda válvula solenoide 7 del aparato de ciclo de refrigeración 100 de la figura 1 se reemplazan por un primer circuito de válvulas 60 y un segundo circuito de válvulas 70, respectivamente. El resto de componentes son similares, cuya descripción no se repetirá.

Tal como se muestra en la figura 13, el primer circuito de válvulas 60 incluye las válvulas solenoides 61 y 63 de tipo unilateral y las válvulas de retención 62 y 64. Las válvulas solenoides 61 y 63 pueden estar cerradas cuando fluye refrigerante desde el orificio de ENTRADA hasta el orificio de SALIDA de cada válvula solenoide. El orificio de ENTRADA de la válvula solenoide 61 se conecta al orificio de descarga del compresor 1 a través de la válvula de cuatro pasos 5. El orificio de SALIDA de la válvula solenoide 61 se conecta al orificio de entrada de la válvula de retención 62. El orificio de ENTRADA de la válvula solenoide 63 se conecta al orificio de salida de la válvula de retención 62. El orificio de SALIDA de la válvula solenoide 63 se conecta al orificio de entrada de la válvula de retención 64. El orificio de salida de la válvula de retención 64 se conecta al orificio de ENTRADA de la válvula solenoide 61. El orificio de salida de la válvula de retención 62 se conecta al segundo intercambiador de calor 4. En la operación de calentamiento, la válvula solenoide 61 se mantiene abierta y la válvula solenoide 63 se mantiene cerrada.

El segundo circuito de válvulas 70 incluye las válvulas solenoides 71 y 73 de tipo unilateral y las válvulas de retención 72 y 74. Las válvulas solenoides 71 y 73 pueden estar cerradas cuando fluye refrigerante desde el orificio de ENTRADA hasta el orificio de SALIDA de cada válvula solenoide. El orificio de ENTRADA de la válvula solenoide 71 se conecta a la válvula de expansión 3. El orificio de SALIDA de la válvula solenoide 71 se conecta al orificio de entrada de la válvula de retención 72. El orificio de ENTRADA de la válvula solenoide 73 se conecta al orificio de salida de la válvula de retención 72. El orificio de SALIDA de la válvula solenoide 73 se conecta al orificio de entrada de la válvula de retención 74. El orificio de salida de la válvula de retención 74 se conecta al orificio de ENTRADA de la válvula solenoide 71. El orificio de salida de la válvula de retención 72 se conecta al primer intercambiador de calor 2. En la operación de calentamiento, la válvula solenoide 71 se mantiene cerrada y la válvula solenoide 73 se mantiene abierta.

El refrigerante descargado del compresor 1 en la operación de calentamiento fluye a través de la válvula solenoide 61 y la válvula de retención 62 al primer intercambiador de calor 2. El refrigerante descargado del compresor 1 no logra fluir a través de la válvula de retención 64. Además, dado que la válvula solenoide 63 está cerrada en la operación de calentamiento, el refrigerante desde la válvula de retención 62 no logra fluir a través de la válvula solenoide 63. El refrigerante desde el primer intercambiador de calor 2 fluye a través de la válvula solenoide 73 y la válvula de retención 74 a la válvula de expansión 3. El refrigerante desde el primer intercambiador de calor 2 no logra fluir a través de la válvula de retención 72. Además, dado que la válvula solenoide 71 está cerrada en la operación de calentamiento, el refrigerante desde la válvula de retención 74 no logra fluir a través de la válvula solenoide 71. Tal como se muestra en la figura 14, las válvulas solenoides 61 y 73 pueden estar cerradas para atrapar refrigerante en el primer intercambiador de calor 2 cuando se detiene la operación de calentamiento.

La figura 15 muestra una configuración funcional de un aparato de ciclo de refrigeración 120 según otra modificación de la realización 1 y un flujo de refrigerante en la operación de refrigeración. En la operación de refrigeración, la válvula de cuatro pasos 5 conecta el orificio de descarga del compresor 1 y el segundo intercambiador de calor 4 entre sí y también conecta el orificio de entrada del compresor 1 y el orificio de ENTRADA de la válvula solenoide 61 entre sí. El refrigerante circula en orden de compresor 1, segundo intercambiador de calor 4, válvula de expansión 3 y primer intercambiador de calor 2.

En la operación de refrigeración, el refrigerante desde la válvula de expansión 3 fluye a través de la válvula solenoide 71 y la válvula de retención 72 al primer intercambiador de calor 2. El refrigerante desde la válvula de expansión 3 no logra fluir a través de la válvula de retención 74. Además, dado que la válvula solenoide 73 está cerrada en la operación de refrigeración, el refrigerante desde la válvula de retención 72 no logra fluir a través de la válvula solenoide 73. El refrigerante desde el primer intercambiador de calor 2 fluye a través de la válvula solenoide 63 y la válvula de retención 64 para ser aspirado por el compresor 1. El refrigerante desde el primer intercambiador de calor 2 no logra fluir a través de la válvula de retención 62. Además, dado que la válvula solenoide 61 está cerrada en la operación de refrigeración, el refrigerante desde la válvula de retención 64 no logra fluir a través de la válvula solenoide 61. Tal como se muestra en la figura 16, las válvulas solenoides 63 y 71 pueden estar cerradas para atrapar refrigerante en el primer intercambiador de calor 2 cuando se detiene la operación de refrigeración.

Las válvulas solenoides bidireccionales o los circuitos de válvulas que funcionan, cada uno, de manera similar a las válvulas solenoides bidireccionales pueden atrapar refrigerante en el primer intercambiador de calor 2 también cuando se detiene la operación de refrigeración, como cuando se detiene la operación de calentamiento. Esto puede mejorar la capacidad de refrigeración al inicio de la operación de refrigeración.

Tal como se ha descrito anteriormente, el aparato de ciclo de refrigeración según la realización 1 puede tener una capacidad de calentamiento mejorada al inicio de la operación de calentamiento.

Realización 2

La realización 1 ha descrito el caso en el que la condición en una presión de refrigerante se usa como la condición específica que indica que la primera capacidad de intercambio de calor es mayor que la segunda capacidad de intercambio de calor. La realización 2 describirá un caso en el que una condición en una temperatura de refrigerante se usa como la condición específica. En la realización 2, las figuras 1,7 y 11 de la realización 1 se reemplazan por las figuras 17, 18 y 20, respectivamente.

La figura 17 es un diagrama de bloques funcional que muestra una configuración de un aparato de ciclo de refrigeración 200 según la realización 2 y un flujo de refrigerante en la operación de calentamiento. La configuración del aparato de ciclo de refrigeración 200 se obtiene retirando los sensores de presión PS1 y PS2 de la configuración del aparato de ciclo de refrigeración 100 de la figura 1 y reemplazando el controlador 9 de la figura 1 por un controlador 92. El resto de componentes son similares, cuya descripción no se repetirá.

La figura 18 es un diagrama de flujo que muestra de manera específica un flujo del proceso de la figura 6 cuando el usuario ha ordenado el inicio de la operación de calentamiento en la realización 2. En S12 de la figura 18, S123 de la figura 7 se reemplaza por S223. S13 de la figura 18 es similar a S13 de la figura 6. A continuación se describirán S11 y S223 de la figura 18.

Tal como se muestra en la figura 18, S11 incluye de S211 a S213. En S211, el controlador 92 determina si un valor absoluto de una diferencia entre la primera temperatura T1 y la segunda temperatura T2 es más pequeño que un umbral 51. Cuando el valor absoluto es más pequeño que el umbral 51 (SÍ en S211), el controlador 92 determina que la primera temperatura T1 y la segunda temperatura T2 son casi iguales entre sí y avanza el proceso a S212.

En S212, el controlador 92 determina si un tiempo transcurrido desde una detención de la operación de calentamiento es más corto que un periodo de tiempo de referencia a1. Cuando el tiempo transcurrido desde una detención del calentamiento es más corto que el periodo de tiempo de referencia a1 (SÍ en S212), el controlador 92 avanza el proceso a S12. Cuando un tiempo transcurrido desde una detención del calentamiento es más largo que o igual al periodo de tiempo de referencia a1 (NO en S212), el controlador 92 avanza el proceso a S13. Cuando la primera temperatura T1 y la segunda temperatura T2 son casi iguales entre sí, se puede calcular el periodo de tiempo de referencia a1 de manera apropiada mediante un experimento en una máquina real o por simulación basándose en un tiempo transcurrido desde una detención del calentamiento como un tiempo transcurrido en el que la primera capacidad de intercambio de calor es menor que la segunda capacidad de intercambio de calor.

Cuando el valor absoluto de una diferencia entre la primera temperatura T1 y la segunda temperatura T2 no es inferior al umbral 51 (NO en S211), el controlador 92 avanza el proceso a S213. En S213, el controlador 92 determina si la primera temperatura T1 es mayor que la segunda temperatura T2. Cuando la primera temperatura T1 es mayor que la segunda temperatura T2 (SÍ en S213), el controlador 92 avanza el proceso a S12. Cuando la primera temperatura T1 es menor que o igual a la segunda temperatura T2 (NO en S213), el controlador 92 avanza el proceso a S13.

En el proceso mostrado en la figura 18, la condición específica incluye una condición de que un valor absoluto de una diferencia entre la primera temperatura T1 y la segunda temperatura T2 es mayor que el umbral 51 y la primera temperatura T1 es mayor que la segunda temperatura T2 y una condición de que el valor absoluto es más pequeño que el umbral 51 y no ha transcurrido el periodo de tiempo de referencia a1 desde una detención de la operación de calentamiento.

La figura 19 es un diagrama de flujo que muestra un flujo de procesamiento específico de procesamiento de espera (S223) de la figura 18. Tal como se muestra en la figura 19, en S2231, el controlador 92 determina si un valor absoluto de una diferencia entre la primera temperatura T1 y la segunda temperatura T2 es más pequeño que el umbral 51. Cuando el valor absoluto es más pequeño que el umbral 51 (SÍ en S2231), en S2232, el controlador 92 establece el periodo de tiempo de referencia en a2 y avanza el proceso a S2234. Cuando el valor absoluto no es más pequeño que el umbral 51 (NO en S2231), en S2233, el controlador 92 establece el periodo de tiempo de referencia en a3 y avanza el proceso a S2234.

El controlador 92 espera durante un periodo de tiempo determinado en S2234 y a continuación avanza el proceso a S2235. En S2235, el controlador 92 determina si un tiempo transcurrido desde la activación del compresor 1 es más largo que o igual al periodo de tiempo de referencia. Cuando el tiempo transcurrido es más largo que o igual al periodo de tiempo de referencia (SÍ en S2235), el controlador 92 devuelve el proceso a la rutina principal. Cuando el tiempo transcurrido es más corto que el periodo de tiempo de referencia (NO en S2235), el controlador 92 devuelve el proceso a S2234. Se pueden calcular los periodos de tiempo de referencia a2 y a3 de manera apropiada mediante un experimento en una máquina real o por simulación basándose en un tiempo transcurrido desde la activación del compresor 1 como un tiempo transcurrido en el que la presión del refrigerante entre el compresor 1 y la primera válvula solenoide 6 es mayor que la presión del refrigerante entre la primera válvula solenoide 6 y el primer intercambiador de calor 2.

La figura 20 es un diagrama de flujo que muestra de manera específica un flujo del proceso de la figura 6 cuando se cumple la condición de finalización de la operación de descongelación (la condición de inicio de la operación de calentamiento) en la realización 2. En el proceso mostrado en la figura 20, S122, S223 y S133 del proceso mostrado en la figura 18 se reemplazan por S122A, S223A y S133A, respectivamente. El proceso es similar en el resto de etapas al de la figura 18, cuya descripción no se repetirá. El controlador 92 conmuta la válvula de cuatro pasos 5 en S122A y S133A para iniciar el suministro de refrigerante desde el compresor 1 hasta la primera válvula solenoide 6.

La figura 21 es un diagrama de flujo que muestra un flujo de procesamiento específico de procesamiento de espera (S223A) de la figura 20. En el proceso mostrado en la figura 21, el periodo de tiempo de referencia a2 en S2232 mostrado en la figura 19 se reemplaza por p1 y el periodo de tiempo de referencia a3 en S2233 se reemplaza por p2. Además, S2235 de la figura 19 se reemplaza por S2335. El proceso es similar en el resto de etapas al de la figura 19, cuya descripción no se repetirá.

Tal como se muestra en la figura 21, en S2335, el controlador 92 determina si un tiempo transcurrido desde una conmutación de la válvula de cuatro pasos 5 es más largo que o igual a un periodo de tiempo de referencia. Cuando el tiempo transcurrido es más largo que o igual al periodo de tiempo de referencia (SÍ en S2335), el controlador 92 devuelve el proceso a la rutina principal. Cuando el tiempo transcurrido es más corto que el periodo de tiempo de referencia (No en S2335), el controlador 92 devuelve el proceso a S2234. Se pueden calcular los periodos de tiempo de referencia p1 y (32 de manera apropiada mediante un experimento en una máquina real o por simulación basándose en un tiempo transcurrido desde una conmutación de la válvula de cuatro pasos 5 como un tiempo transcurrido en el que la presión del refrigerante entre el compresor 1 y la primera válvula solenoide 6 es mayor que la presión del refrigerante entre la primera válvula solenoide 6 y el primer intercambiador de calor 2.

Tal como se ha descrito anteriormente, el aparato de ciclo de refrigeración según la realización 2 puede tener una capacidad de calentamiento mejorada al inicio de la operación de calentamiento. Además, el aparato de ciclo de refrigeración según la realización 2 no necesita un sensor de presión y, por consiguiente, se puede fabricar con un coste más bajo.

También se pretende que las realizaciones dadas a conocer en el presente documento se implementen en combinación según sea apropiado dentro de un intervalo sin inconsistencia o contradicción. Debería entenderse que las realizaciones dadas a conocer en el presente documento son ilustrativas y no restrictivas en todos los sentidos. El alcance de la presente invención se define por las reivindicaciones, en vez de por la descripción anterior, y se pretende que incluya cualquier modificación dentro del alcance de las reivindicaciones.

Lista de signos de referencia

1 compresor, 2 primer intercambiador de calor, 3 válvula de expansión, 4 segundo intercambiador de calor, 5 válvula de cuatro pasos, 6 primera válvula solenoide, 7 segunda válvula solenoide, 8 válvula de derivación, 9, 92 controlador, 20 unidad exterior, 30, 30A unidad interior, 60 primer circuito de válvulas, 61, 63, 71, 73 válvula solenoide, 62, 64, 72, 74 válvula de retención, 70 segundo circuito de válvulas, 100, 110, 120, 200 aparato de ciclo de refrigeración, FP1 primera trayectoria de flujo, FP2 segunda trayectoria de flujo, PS1, PS2 sensor de presión, TS1, TS2 sensor de temperatura.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Aparato de ciclo de refrigeración (100, 200), que comprende

un compresor (1), un primer intercambiador de calor (2), una válvula de expansión (3) y un segundo intercambiador de calor (4), estando el aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) configurado para circular refrigerante en este orden

en una operación de calentamiento, el aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) comprende además: una primera válvula (6) conectada entre el compresor (1) y el primer intercambiador de calor (2); una segunda válvula (7) conectada entre el primer intercambiador de calor (2) y la válvula de expansión (3); y

un controlador (9, 92) configurado para cerrar las válvulas primera y segunda (6, 7) cuando se cumple una condición de detención de la operación de calentamiento, caracterizado porque

el controlador (9, 92) se configura para, cuando se cumple una condición de inicio de la operación de calentamiento, si

se cumple una condición específica, iniciar el suministro del refrigerante desde el compresor (1) hasta la primera válvula (6) y a continuación abrir las válvulas primera y segunda (6, 7), y si

no se cumple la condición específica, abrir las válvulas primera y segunda (6, 7) y a continuación iniciar el suministro del refrigerante desde el compresor (1) hasta la primera válvula (6), indicando la condición específica que una primera capacidad de intercambio de calor del primer intercambiador de calor (2) es mayor que una segunda capacidad de intercambio de calor del segundo intercambiador de calor (4).
2. Aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) según la reivindicación 1, en el que

la condición específica incluye una condición de que una primera presión (P1) del refrigerante entre la primera válvula (6) y el primer intercambiador de calor (2) es mayor que una segunda presión (P2) del refrigerante entre el compresor (1) y la primera válvula (6), y

el controlador (9, 92) se configura para, cuando se cumplen la condición de inicio de la operación de calentamiento y la condición específica, abrir las válvulas primera y segunda (6, 7) tras o después de que la segunda presión (P2) alcance la primera presión (P1).
3. Aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) según la reivindicación 1, en el que

el primer intercambiador de calor (2) está colocado en un primer espacio (32),

el segundo intercambiador de calor (4) está colocado en un segundo espacio (22),

la condición específica incluye

una condición de que un valor absoluto de una diferencia entre una primera temperatura (T1) del primer espacio (32) y una segunda temperatura (T2) del segundo espacio (22) es superior a un umbral (51), y la primera temperatura (T1) es mayor que la segunda temperatura (T2), y

una condición de que el valor absoluto es más pequeño que el umbral (51), y no ha transcurrido un periodo de tiempo de referencia (a1) desde una detención de la operación de calentamiento.
4. Aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la condición de inicio de la operación de calentamiento incluye una condición de que un usuario ha ordenado iniciar la operación de calentamiento,

la condición de detención de la operación de calentamiento incluye una condición de que el usuario ha ordenado detener la operación de calentamiento, y

el controlador (9, 92) se configura para activar el compresor (1) para iniciar el suministro del refrigerante desde el compresor (1) hasta la primera válvula (6).
5. Aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) se configura para conmutar y realizar la operación de calentamiento, una operación de refrigeración y una operación de descongelación,

el aparato de ciclo de refrigeración (100, 200) comprende además

una válvula de conmutación de trayectoria de flujo (5), y

una tercera válvula (8) conectada entre una primera trayectoria de flujo (FP1) entre la válvula de conmutación de trayectoria de flujo (5) y la primera válvula (6) y una segunda trayectoria de flujo (FP2) entre la segunda válvula (7) y la válvula de expansión (3),

la válvula de conmutación de trayectoria de flujo (5) se configura para

conectar un orificio de descarga del compresor (1) y la primera válvula (6) entre sí y conectar un orificio de entrada del compresor (1) y el segundo intercambiador de calor () entre sí en la operación de calentamiento, y

conectar el orificio de descarga del compresor (1) y el segundo intercambiador de calor (4) entre sí y conectar el orificio de entrada del compresor (1) y la primera válvula (6) entre sí en la operación de refrigeración y la operación de descongelación,

el controlador (9, 92) está configurado para

mantener la tercera válvula (8) cerrada en la operación de calentamiento y la operación de refrigeración, mantener la tercera válvula (8) abierta en la operación de descongelación, y

cerrar las válvulas primera y segunda (6, 7) cuando se cumple la condición de detención de la operación de refrigeración,

la condición de inicio de la operación de calentamiento incluye una condición de finalización de la operación de descongelación,

la condición de detención de la operación de calentamiento incluye una condición de inicio de la operación de descongelación, y

el controlador (9, 92) se configura para conmutar la válvula de conmutación de la trayectoria de flujo (5) para iniciar el suministro del refrigerante desde el compresor (1) hasta la primera válvula (6).