ES2966139T3 - Dispositivo de ciclo de refrigeración - Google Patents

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ES2966139T3 ES17907530T ES17907530T ES2966139T3 ES 2966139 T3 ES2966139 T3 ES 2966139T3 ES 17907530 T ES17907530 T ES 17907530T ES 17907530 T ES17907530 T ES 17907530T ES 2966139 T3 ES2966139 T3 ES 2966139T3
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Chitose Tanaka
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Abstract

Un dispositivo de ciclo de refrigeración (101) que hace circular un refrigerante entre un compresor (1), un intercambiador de calor interior (3), un intercambiador de calor exterior (6), un depósito de calor (5), una primera válvula de expansión (4a), y una segunda válvula de expansión (4b). El dispositivo de ciclo de refrigeración (101) comprende una vía de derivación (11) y una primera válvula de apertura/cierre (41) proporcionada a la vía de derivación (11). El camino de derivación (11) se bifurca desde una primera porción (31, 32) de una primera tubería de refrigerante (21), conectando la primera porción (31, 32) el intercambiador de calor interior (3) y la primera válvula de expansión (4a). y llega a una cuarta tubería de refrigerante (24) que conecta una entrada del compresor (1) y una válvula de cuatro vías (2). La primera válvula de apertura/cierre (41) se establece en un estado abierto durante una operación de descongelación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

D E S C R IP C IÓ N
D isp o s itivo de c ic lo de re frig e rac ión
C a m p o té c n ic o
La p re se n te in ve n c ió n se re fie re a un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n , y en p a rticu la r a un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n que re a liza una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n u tiliza n d o una ca n tid a d de c a lo r a lm a ce n a d a en un cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r para e lim in a r la e sca rch a fo rm a d a en un in te rc a m b ia d o r de c a lo r exterior.
T é c n ic a a n te r io r
En un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n q ue usa a ire com o fu e n te de calor, cu a n d o la te m p e ra tu ra del a ire e x te rio r lleg a a s e r in fe rio r a una te m p e ra tu ra p re sc rita (p o r e je m p lo , 7 °C) d u ra n te una o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , la te m p e ra tu ra en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r lleg a a se r in fe rio r a 0 °C. De e ste m odo se fo rm a e sca rch a en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r exte rio r. La e sca rch a fo rm a d a b lo q u e a el paso del f lu jo de a ire en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r y, de e ste m odo, se d e te rio ra el re n d im ie n to de c a le n ta m ie n to . En co n se cu e n c ia , la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n para d e rre tir la e sca rch a d eb e re a liza rse a in te rva lo s de tie m p o regu la res .
C o n ve n c io n a lm e n te , e sta o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n se ha re a liza d o usando , com o fu e n te de calor, una can tid a d de c a lo r a lm a ce n a d o en el a ire in te rio r, un in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r, una tu b e ría de con e x ió n in te rio r/e x te r io r y un c o m p re s o r o p e ra n d o un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n m ie n tra s se co n m u ta una v á lv u la de cua tro v ía s del a p a ra to del c ic lo de re frig e ra c ió n en un la d o de e n fria m ien to .
S in e m ba rg o , en el s is te m a o p e ra tivo m e n c io n a d o a n te rio rm e n te , el a ire in te rio r se usa com o fu e n te de c a lo r y se in tro d u ce a ire frío en la h ab ita c ión q ue se su p o n e d ebe ca le n ta rse , de m odo q ue se d e te rio ra la c o m o d id a d d en tro de la hab ita c ión . A d e m á s, el re fr ig e ra n te se e n fría m e d ia n te la d e sco n g e la c ió n . C u a n d o el re frig e ra n te flu y e a tra vé s del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r, la tu b e ría de con ex ió n in te rio r/e x te r io r y el com p re sor, el re frig e ran te e lim in a el c a lo r de e stos co m p o n e n te s . En co n se cu e n c ia , cu a n d o fin a liza la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n y se re a n u d a la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , los co m p o n e n te s m e n c io n a d o s a n te r io rm e n te tie n e n q ue ca le n ta rse n u e va m e n te , lo que re tra sa la ve lo c id a d de a u m e n to de la te m p e ra tu ra del a ire ca lie n te que sop la hac ia la h ab ita c ión .
P o r e sta razón , de a cu e rd o con la té c n ica d ivu lg a d a en la p a ten te ja p o n e s a a b ie rta al p úb lico No. 2009 -287903 (P T L 1), se p ro p o rc io n a un cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r en un c ircu ito de c ic lo de re frig e ra c ió n . El c a lo r se a lm a ce n a en el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r d u ra n te una o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to . A co n tin u a c ió n , la c a n tid a d de c a lo r a lm a ce n a d o se usa com o fu e n te de c a lo r d u ra n te una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . De este m odo, se m e jo ra el re n d im ie n to de d e sco n g e la c ió n , se a co rta el tie m p o de d e sco n g e la c ió n y se e v ita q ue el re fr ig e ra n te líqu ido re g re se a un com p re sor. El d o cu m e n to JP 2013 075650 A d ivu lg a un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n de a cu e rd o con el p re á m b u lo de la re iv in d ica c ió n 1.
La lite ra tu ra de p a ten te 2 d ivu lg a un s is te m a de con tro l de te m p e ra tu ra del v e h ícu lo que re a liza al m e no s a ju s te de te m p e ra tu ra del a ire a co n d ic io n a d o y de la b a te ría u sa n d o un c ircu ito de re frig e ran te , co n tro la n d o el s is te m a de con tro l de te m p e ra tu ra del v e h ícu lo un f lu jo de re frig e ra n te en un c ircu ito de re frig e ran te .
L is ta d e c ita s
L ite ra tu ra d e p a te n te
P T L 1: P a te n te ja p o n e sa a b ie rta al p úb lico n.° 2009 -287903 (p árra fo , fig u ra 1)
P T L 2: S o lic itu d de p a te n te ja p o n e sa n.° JP 2013 075650 A
S u m a r io d e la in v e n c ió n
P ro b le m a té c n ic o
S in e m b a rg o , en la co n fig u ra c ió n del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r d ivu lg a d o en la p a te n te ja p o n e s a a b ie rta al p úb lico No. 2009 -287903 m e n c io n a d a a n te rio rm e n te , e x is te el p rob lem a de q ue la p res ión del re frig e ra n te que flu y e a tra vé s del cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r no se p ue de a ju s ta r d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , de m o do q ue no se p ue de a ju s ta r la ca n tid a d de c a lo r lib e ra d o d esde el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r y la p res ió n de su cc ió n del com presor.
E sp e c ífica m e n te , cu a n d o la p res ió n del re frig e ra n te que flu ye a tra vé s de un cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de ca lo r d u ra n te la o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n es in n e ce sa ria m e n te p eq ueña , la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te que flu y e a tra vé s del cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r cae. De e ste m odo, la ca n tid a d de c a lo r se tra n s fie re m ás de lo n e ce sa rio d e sd e el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r al re frig e ran te , de m o do q ue la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te s u cc io n a d o al in te rio r del c o m p re s o r a u m e n ta e xce s iva m e n te . E s to ta m b ié n ca u sa el p ro b le m a de q ue la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te d e sca rg a d o del c o m p re s o r se e le va en c o n se cu e n c ia para q ue se a igua l o s u p e r io r a un v a lo r de p ro te cc ió n (p o r e je m p lo , 120 °C). A d e m á s, cu a n d o la p res ión del re frig e ra n te q ue f lu y e a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n es in n e ce sa ria m e n te a lta , se reduce la ca n tid a d de c a lo r tra n s fe r id a d esde el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r al re frig e ran te . P o r tan to , el re frig e ra n te líqu ido no se puede e va p o ra r co m p le ta m e n te ni s u c c io n a r hac ia el com p re sor. A co n tin u a c ió n , el a ce ite lu b rica n te d en tro del co m p re so r se d ilu ye con el re frig e ra n te y se reduce su v isco s id a d . E s to ta m b ié n ca u sa el p ro b le m a de q ue la lu b rica c ió n es d e fic ie n te en un m e ca n ism o de com p re s ión .
La p re se n te in ve n c ió n se ha re a liza d o para re so lve r los p ro b le m a s a n te r io rm e n te d escritos . Un o b je tivo de la p re se n te inve n c ió n es p ro p o rc io n a r un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n c a ra c te r iza d o por a co rta r el tie m p o de d e s co n g e la c ió n y a ce le ra r la re cu p e ra c ió n del re n d im ie n to de c a le n ta m ie n to d e sp u é s de que se re a n u d a la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to .
S o lu c ió n a l p ro b le m a
La p re se n te inve n c ió n se re fie re a un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n que tie n e los rasgos c a ra c te rís tico s de la re iv in d ica c ió n 1.
E fe c to s v e n ta jo s o s d e la in v e n c ió n
De a cu e rd o con la p re se n te inve nc ión , un cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r e stá d isp u e s to en un c ircu ito de re frig e ran te , q ue co n e c ta un in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r y un in te rc a m b ia d o r de c a lo r exte rio r, de m o do que e sté u b ica d o e n tre d os v á lv u la s de e xp a n s ió n que tien en , cada una, un g rad o de a p e rtu ra a ju s ta b le y p ro p o rc io n a d a s en el c ircu ito de re frig e ran te . M e d ia n te la co n fig u ra c ió n co m o se d e sc rib e a n te rio rm e n te , el ca lo r del re frig e ra n te se a lm a ce n a en un cue rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r en una o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , y el c a lo r se libe ra d esde el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r al re frig e ra n te en una o pe ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , de m o do q ue se a cap az de im p le m e n ta r una fu e n te de c a lo r de d e sco n g e la c ió n . En e ste caso, co m o la p res ión del re frig e ra n te q ue flu ye a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r se a ju s ta m e d ia n te dos v á lv u la s de e xp an s ión , se p uede a ju s ta r la ca n tid a d de c a lo r in te rca m b ia d o e n tre el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r y el re frig e ran te . De e ste m odo, se p uede m a n te n e r un e s ta d o de o p e ra c ió n a p ro p ia d o del a p a ra to de c ic lo de re frig e rac ión .
B re v e d e s c r ip c ió n d e lo s d ib u jo s
La fig u ra 1 es un d ia g ra m a de c ircu ito de re frig e ra n te de un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n q ue no fo rm a parte de la inve nc ión .
La fig u ra 2 es un d ia g ra m a que m u es tra las c a ra c te rís tica s de los m a te ria le s u sa do s com o cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5.
La fig u ra 3 es un d ia g ra m a que m u es tra el e s ta d o co n tro la d o de cad a una de una vá lv u la de cu a tro v ías, v á lv u la s de e xp a n s ió n y una vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o en cua tro m odos de o pe ra c ió n .
La fig u que m u es tra e frig n una o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to .
La fig u ra 5 es un d ia g ra m a que m u es tra el f lu jo de re frig e ra n te en una o p e ra c ió n de e n fria m ien to .
La fig u que m u es tra e frig n una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
La fig u ra 7 es un d ia g ra m a de f lu jo (p rim e ra m itad ) para ilu s tra r un e je m p lo de con tro l p a ra co n m u ta r una o pe ra c ió n .
La fig u ra 8 es un d ia g ra m a de f lu jo (se g u n d a m itad ) p a ra ilu s tra r un e je m p lo de con tro l para co n m u ta r una o pe ra c ió n .
La fig u ra 9 es un d ia g ra m a de c ircu ito de re frig e ra n te de un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n en el p rim e r m odo de re a liza c ió n .
La fig u ra 10 es un d ia g ra m a de c ircu ito de re frig e ra n te de un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n en el se g u n d o m o do de re a liza c ió n .
D e s c r ip c ió n d e m o d o s d e re a liz a c ió n
Los m o do s de re a liza c ió n de la p re se n te in ve n c ió n se d e sc rib irá n en d e ta lle a co n tin u a c ió n en el p rese n te d o cu m e n to con re fe re n c ia a los d ib u jo s a d ju n tos . En lo suce s ivo , a u n q u e se d e sc rib irá n una p lu ra lid a d de m odos de re a liza c ió n , o r ig in a lm e n te se p re te nd ía co m b in a r las co n fig u ra c io n e s d e sc rita s en cad a m o do de re a liza c ió n se g ú n co rre sp o n d a . A d e m á s, los c o m p o n e n te s ig u a le s o c o rre sp o n d ie n te s en los d ib u jo s a d ju n to s se d es ig n a n por los m ism os c a ra c te re s de re fe re n c ia y no se re pe tirá una d e sc rip c ió n de los m ism os.
La fig u ra 1 es un d ia g ra m a de c ircu ito de re frig e ra n te de un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n q ue no fo rm a parte de la inve nc ión .
En re fe re n c ia a la fig u ra 1, un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n 101 in c lu ye un c ircu ito de re frig e ra n te 10 a tra vé s del cua l c ircu la re frig e ra n te en d ire cc ió n de a va n ce o en d ire cc ió n o p u e s ta a la d ire cc ió n de a va nce se c u e n c ia lm e n te a tra vé s de un c o m p re s o r 1, u na vá lv u la de cua tro v ía s 2, un in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3, una p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n 4a, un cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5, una se g u n d a vá lv u la de e xp an s ión 4b, un in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 y u na v á lv u la de cua tro v ía s 2, y de re g reso al co m p re so r 1. La d irecc ión de c ircu la c ió n del re frig e ra n te se ca m b ia m e d ia n te la vá lv u la de cu a tro v ía s 2 d isp u e s ta e n tre el c o m p re s o r 1 y el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3, y ta m b ié n e n tre el c o m p re s o r 1 y el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. El c o m p re s o r 1, la vá lv u la de cua tro v ía s 2, el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6, el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5, la p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n 4a y la s e g u n d a vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b e s tán d is p u e s to s en u na u n id ad e x te rio r 50. El in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 e stá d isp u e s to en una u n id ad in te rio r 51.
En el p re se n te a p a ra to de c ic lo de re frig e rac ión , el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 e stá d isp u e s to en un c ircu ito de re frig e ran te , q ue co n e c ta el in te rc a m b ia d o r de ca lo r in te rio r 3 y el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6, de m o do q ue e sté u b icad o e n tre d os v á lvu la s de e xp a n s ió n 4a y 4b, q ue tien en , cada una, un g rad o de a p e rtu ra a ju s ta b le y d isp u e s ta s en el c ircu ito de re frig e ran te . P o r tan to , el c a lo r del re frig e ra n te se a lm a ce n a en el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 en u na o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , y el c a lo r se libe ra d e sd e el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 al re frig e ra n te en una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , y de e ste m o do el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 es cap az de im p le m e n ta r una fu e n te de c a lo r de d e sco n g e la c ió n . A m e d ida q ue la p res ión del re frig e ra n te q ue flu ye a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 se a ju s ta m e d ia n te las v á lv u la s de e xp a n s ió n 4a y 4b, se p ue de a ju s ta r la ca n tid a d de c a lo r in te rca m b ia d o e n tre el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 y el re frig e ran te . De e ste m odo, se p ue de m a n te n e r un e s ta d o de o p e ra c ió n a p ro p ia d o del a p a ra to de c ic lo de re frig e rac ión .
El cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 e stá d isp u e s to com o fu e n te de c a lo r d u ra n te una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . El cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 e stá d isp u e s to en el c ircu ito de re frig e ra n te 10 para e sta r u b ica d o en la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21 que co n e c ta el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 y el in te rca m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. La p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n 4a e stá d isp u e s ta en la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21 para e s ta r u b icad a e n tre el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 y el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5. La se g u n d a vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b e stá d isp u e s ta en la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21 para e s ta r u b icad a e n tre el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 y el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5.
La fig u ra 2 es un d ia g ra m a que m u es tra las c a ra c te rís tica s de m a te ria le s u sa do s com o cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. El cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 p ue de fa b ric a rs e u sa nd o a lu m in io o una a le a c ió n de a lu m in io . En co m p a ra c ió n con el co b re o el h ie rro , el a lu m in io a lm a ce n a una ca n tid a d de c a lo r de a p ro x im a d a m e n te el 70 % p o r vo lu m e n , pero es liv ia n o y e co n ó m ico , de m o do q ue re su lta ve n ta jo so in tro d u c ir a lu m in io en un p rod u cto . La fig u ra 2 m u es tra una co m p a ra c ió n so b re el c a lo r e sp e c ífico , la d e n s id a d y la ca p a c id a d ca lo ríf ica p o r v o lu m e n e n tre h ie rro , cob re y a lu m in io .
En re fe re n c ia n u e va m e n te a la fig u ra 1, el c ircu ito de re frig e ra n te 10 inc lu ye una p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21, una s e g u n d a tu b e ría de re fr ig e ra n te 22, una te rce ra tu b e ría de re frig e ra n te 23, una cua rta tu b e ría de re frig e ra n te 24, u na q u in ta tu b e ría de re frig e ra n te 25, u na tra ye c to ria de d e riva c ió n 11 y u na p rim e ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41. La p rim e ra tu b e ría de re fr ig e ra n te 21 se e x tie n d e d esde el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 a tra vé s de la p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n 4a, el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 y la s e g u n d a vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b h asta el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. La s e g u n d a tu b e ría de re frig e ra n te 22 co n e c ta la v á lvu la de cua tro v ía s 2 y el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3. La te rce ra tu b e ría de re frig e ra n te 23 co n e c ta la vá lv u la de cua tro v ía s 2 y el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. La cu a rta tu b e ría de re frig e ra n te 24 co n e c ta un p ue rto de su cc ió n del c o m p re s o r 1 y la vá lv u la de cu a tro v ía s 2. La q u in ta tu b e ría de re frig e ra n te 25 co n e c ta un pue rto de d e sca rg a del c o m p re s o r 1 y la vá lv u la de cu a tro v ía s 2.
La p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21 in c lu ye u na p rim e ra porc ión , u na s e g u n d a porc ión , u na te rce ra p orc ión y una cua rta porc ión . La p rim e ra p orc ión (tu b e ría s 31 y 32) se e x tie n d e d e sd e el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 hasta la p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n 4a. La s e g u n d a p orc ión (u na tu b e ría 33) se e x tie n d e d esde la p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n 4a h as ta el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. La te rce ra porc ió n (u na tu b e ría 34) se e x tie n d e d esde el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 h as ta la s e g u n d a v á lvu la de e xp a n s ió n 4b. La cua rta porc ió n (una tu b e ría 35) se e x tie n d e d e sd e la s e g u n d a vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b hasta el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. La tra ye c to ria de d e riva c ió n 11 se b ifu rca d esde la p o rc ió n e n tre el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 y las p rim e ra s v á lv u la s de e xp a n s ió n 4a en la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21. A co n tin u a c ió n , la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11 se co n e c ta a la cu a rta tu b e ría de re frig e ra n te 24. La p rim e ra p o rc ió n de la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21 inc lu ye : una se cc ión c o n e c ta d a a tra vé s de la tu b e ría 31 d esde el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 a la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11; y una se cc ió n c o n e c ta d a a tra vé s de la tu b e ría 32 d esde la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11 h asta la p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n 4a. La p rim e ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41 se p ro p o rc io n a en la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11.
La vá lv u la de cua tro v ía s 2, la v ía de d e riva c ió n 11 y la p rim e ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41 e s tán d isp u e s ta s en la u n id ad e x te rio r 50. A u n q u e no e stá lim ita d o en particu la r, un co n tro la d o r 100 p uede e s ta r d isp u e s to en cu a lq u ie ra de la u n id ad e x te rio r 50 y la u n id ad in te rio r 51 o p uede e s ta r d isp u e s to p o r s e p a ra d o de la u n idad e x te rio r 50 y la u n id ad in te rio r 51.
La vá lv u la de cua tro v ía s 2 e stá co n fig u ra d a para s e r cap az de lle v a r el e s ta do de c o m u n ica c ió n d en tro de la vá lv u la de cu a tro v ía s 2 al "p rim e r e s ta d o " y al "se g u n d o es ta do ". El "p rim e r e s ta do " ind ica el e s ta d o d e n tro de la vá lv u la de cua tro v ía s 2, en el q ue el p ue rto de d esca rg a del c o m p re s o r 1 e stá en co m u n ica c ió n con la se g u n d a tu b e ría de re frig e ra n te 22 co n e c ta d a al in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 m ie n tra s q ue el p ue rto de su cc ió n del c o m p re s o r 1 e stá en c o m u n ica c ió n con la te rce ra tu b e ría de re frig e ra n te 23 co n e c ta d a al in te rc a m b ia d o r de ca lo r e x te rio r 6. D ado q ue e ste p rim e r e s ta d o se e m p le a p rin c ip a lm e n te d u ra n te el c a le n ta m ie n to , el p rim e r e s ta do ta m b ié n se d e n o m in a "la d o de ca le n ta m ie n to ". El "s e g u n d o e s ta d o " ind ica el e s ta d o d en tro de la vá lv u la de cua tro v ía s 2, en el que el p ue rto de d e sca rg a del co m p re s o r 1 e stá en co m u n ica c ió n con la te rce ra tu b e ría de re frig e ra n te 23 m ie n tra s q ue el pue rto de su cc ió n del c o m p re s o r 1 e stá en co m u n ica c ió n con la s e g u n d a tu b e ría de re frig e ra n te 22. D ado q ue e ste s e g u n d o e s ta do se e m p le a p rin c ip a lm e n te d u ra n te el e n fria m ie n to , ta m b ié n se lo d e n o m in a "la d o de e n fria m ie n to ".
El co n tro la d o r 100 co n tro la el a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n 101 en cu a tro m odos de o pe ra c ió n . La fig u ra 3 es un d ia g ra m a q ue m u e s tra el e s ta d o c o n tro la d o de ca d a una de las v á lv u la s de cua tro v ía s , las v á lv u la s de e xp a n s ió n y la vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o en cua tro m odos de o pe ra c ió n .
C on re fe re n c ia a la fig u ra 3, cu a tro m o do s de o p e ra c ió n in c lu ye n un m odo de o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , un m odo de o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , un m o do de o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n y un m o do de o pe ra c ió n de e n fria m ie n to . El p re se n te a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n se ca ra c te r iza p o rq u e el m o do de o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n se in te rp o n e cu a n d o el m odo de o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to se ca m b ia al m odo de o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
La vá lv u la de cu a tro v ía s 2 se a ju s ta en el p rim e r e s ta do (en el lad o de ca le n ta m ie n to ) en la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to y se a ju s ta en el s e g u n d o e s ta d o (en el lad o de e n fria m ie n to ) en la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . A d e m á s , la vá lv u la de cu a tro v ía s 2 a ju s ta fija en el p rim e r e s ta d o (en el lad o de c a le n ta m ie n to ) en la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n y se a ju s ta en el s e g u n d o e s ta d o (en el la d o de e n fria m ie n to ) en la o p e ra c ió n de e n fria m ie n to .
La vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41 se a ju s ta en un e s ta do ce rra d o en la o p e ra c ió n de c a le n ta m ie n to y en un e s ta d o co m p le ta m e n te a b ie rto en la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . A d e m á s, la vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41 se a ju s ta en un e s ta d o ce rra d o en cad a una de las o p e ra c io n e s de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n y de e n fria m ie n to .
En la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a e stá c o n tro la d a p o r e s tra n g u la c ió n m ie n tra s q ue la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b p re fe re n te m e n te se co n tro la para q ue e sté c o m p le ta m e n te ab ie rta . En la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a se co n tro la p re fe re n te m e n te para q ue esté c o m p le ta m e n te a b ie rta m ie n tra s q ue la vá lv u la de e xp an s ión 4b se c o n tro la m e d ia n te e s tra n g u la c ió n . En la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a y la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b e stán co n tro la d a s cada una p o r e s tra n g u la c ió n . En la o p e ra c ió n de e n fria m ie n to , la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a se co n tro la p re fe re n te m e n te para q ue e sté co m p le ta m e n te a b ie rta m ie n tra s que la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b se co n tro la m e d ia n te e s tra n g u la c ió n .
C om o re su lta e v id e n te de la d e sc rip c ió n anterio r, el co n tro la d o r 100 e stá co n fig u ra d o para : cu a n d o la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to se ca m b ia a la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , re a liza r la o pe ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e s co n g e la c ió n de ta l m a ne ra q ue el g rad o de a p e rtu ra de la p rim e ra vá lv u la de e xp an s ión 4a a u m e n te para se r m a yo r q ue el en la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to (q u e se a b rirá co m p le ta m e n te d esde el e s ta d o c o n tro la d o por e s tra n g u la c ió n ), y el g rad o de a p e rtu ra de la s e g u n d a vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b se re du ce para q ue se a m e n o r que el de la o p e ra c ió n de c a le n ta m ie n to (q ue se lleva rá a un e s ta do co n tro la d o p or e s tra n g u la c ió n d e sd e el e s ta do c o m p le ta m e n te ab ie rto ); y para a b rir la p rim e ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41 en la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . A c o n tin u a c ió n , se d e sc rib irá con m a yo r d e ta lle el f lu jo de re frig e ra n te en cada m odo de o pe ra c ió n .
(O p e ra c ió n d e c a le n ta m ie n to )
La fig u ra 4 es un d ia g ra m a q ue m u e s tra el f lu jo de re frig e ra n te en una o p e ra c ió n de c a le n ta m ie n to . El re frig e ran te flu ye se c u e n c ia lm e n te a tra vé s del c o m p re s o r 1, la vá lv u la de cu a tro v ía s 2, el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3, la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a, el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5, la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b y el in te rca m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6, y a co n tin u a c ió n n ue va m e n te flu ye a tra vé s de la vá lv u la de cu a tro v ía s 2 y lle g a al co m p re so r 1.
D ado q ue la vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41 se a b re só lo en la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , el re frig e ra n te no f lu y e a tra vé s de la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11 en la o pe ra c ió n de ca le n ta m ie n to .
En la o p e ra c ió n de c a le n ta m ie n to , el c o n tro la d o r 100 co n m u ta la vá lv u la de cua tro v ía s 2 de m o do q ue el lad o de d e sca rg a del c o m p re s o r 1 esté en c o m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 m ie n tra s que el lad o de su cc ió n del c o m p re s o r 1 e sté en co m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6, com o se m u es tra en la fig u ra 4. El v a p o r de re frig e ra n te cu ya te m p e ra tu ra y p res ión a u m e n ta n en el c o m p re s o r 1 p asa a tra vé s de la vá lv u la de cu a tro v ía s 2 y flu ye hac ia el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3. El in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 fu n c io n a com o co n d e n s a d o r en e s te m o m en to . El re frig e ra n te en v a p o r de a lta te m p e ra tu ra y a lta p res ión libe ra c a lo r al a ire in te rio r in tro d u c id o en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 m e d ia n te un v e n tila d o r in te rio r (no m o strad o). De e ste m odo, el re frig e ra n te en v a p o r se co n d e n sa en re frig e ra n te líq u id o a a lta p res ión .
El re frig e ra n te líq u id o a a lta p res ión flu ye a tra vé s de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a y, de e ste m odo, se e xp a n d e y se co n v ie rte en un re frig e ra n te b ifá s ico g a s -líq u id o de ba ja te m p e ra tu ra y ba ja p res ión , q ue a co n tin u a c ió n flu y e hac ia el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5. D e sp u é s de q ue ha tra n s c u rrid o un p e río do de tie m p o p re sc rito d e sd e el in ic io de la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 e stá en e q u ilib rio de te m p e ra tu ra con el re frig e ra n te q ue flu ye a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de calor. P o r tan to , no se tra n s m ite ni rec ibe c a lo r e n tre el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 y el re frig e ran te . A co n tin u a c ió n , el re frig e ra n te flu y e h ac ia la v á lv u la de e xp a n s ió n 4b. En la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , la v á lv u la de e xp a n s ió n 4 b se a ju s ta b á s ica m e n te al g rad o m á x im o de a p e rtu ra de m o do q ue se m in im ice la p é rd ida de p res ió n d e la n te y d e trá s de la v á lv u la de e xp a n s ió n 4b.
El re frig e ra n te q ue ha p asad o a tra vé s de la v á lv u la de e xp a n s ió n 4 b flu y e h ac ia el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. El in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 fu n c io n a com o e v a p o ra d o r en e ste m o m en to . El re frig e ra n te b ifá s ico gaslíq u id o de ba ja te m p e ra tu ra y b a ja p res ión a b so rb e c a lo r del a ire e x te rio r in tro d u c id o en el in te rc a m b ia d o r de ca lo r e x te rio r 6 m e d ia n te un v e n tila d o r e x te rio r (n o m o strad o ). De e ste m odo, el re frig e ra n te b ifá s ico g a s -líq u id o se e va p o ra y se co n v ie rte en re frig e ra n te en v a p o r a ba ja p res ión . A con tin u a c ió n , el re frig e ra n te en v a p o r de ba ja p res ió n es s u cc io n a d o al c o m p re s o r 1 a tra vé s de la vá lv u la de cua tro v ía s 2. P o s te rio rm e n te , el re frig e ra n te c ircu la a tra vé s de un c ic lo de re frig e ra c ió n de la m ism a m a ne ra q ue se d e sc rib e a n te rio rm e n te .
(O p e ra c ió n d e e n f r ia m ie n to )
La fig u ra 5 es un d ia g ra m a q ue m u e s tra el flu jo de re frig e ra n te en la o p e ra c ió n de e n fria m ie n to . En la o p e ra c ió n de e n fria m ie n to , el co n tro la d o r 100 co n m u ta la vá lv u la de cu a tro v ía s 2 de m o do q ue el la d o de d e sca rg a del c o m p re s o r 1 e sté en co m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 m ie n tra s que el lado de su cc ió n del c o m p re s o r 1 e sté en co m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3, com o se m u es tra en la fig u ra 5. El v a p o r de re frig e ra n te cuya te m p e ra tu ra y p res ió n a u m e n ta n en el c o m p re s o r 1 pasa a tra vé s de la vá lv u la de cua tro v ía s 2 y flu ye h ac ia el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. El in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 fu n c io n a com o c o n d e n s a d o r en e ste m o m en to . El re frig e ra n te en v a p o r de a lta te m p e ra tu ra y a lta p res ió n libe ra c a lo r al a ire e x te rio r in tro d u c id o en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 m e d ia n te un v e n tila d o r e x te rio r (no m o strad o ). De este m odo, el re frig e ra n te en v a p o r se co n d e n sa en re frig e ra n te líq u id o a a lta p res ión .
El re frig e ra n te líq u id o a a lta p res ión pasa a tra vé s de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b y, de e ste m odo, se e xp a n d e y se co n v ie rte en un re frig e ra n te b ifá s ico g a s -líq u id o de ba ja te m p e ra tu ra y ba ja p res ión , q ue a co n tin u a c ió n flu y e hac ia el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. D e sp u é s de q ue ha tra n s c u rrid o un p e río do de tie m p o p re sc rito d e sd e el in ic io de la o pe ra c ió n de e n fria m ie n to , el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 e stá en e q u ilib rio de te m p e ra tu ra con el re frig e ra n te q ue flu y e a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de calor. P o r tan to , no se tra n s m ite ni rec ibe c a lo r e n tre el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r y el re frig e ran te . A co n tin u a c ió n , el re frig e ra n te flu ye h ac ia la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a. En la o p e ra c ió n de e n fria m ie n to , la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a se a ju s ta b á s ica m e n te al g rad o m á x im o de a p e rtu ra de m o do q ue se m in im ice la p é rd ida de p res ió n d e la n te y d e trá s de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a.
El re frig e ra n te que ha p a sad o a tra vé s de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a flu ye h ac ia el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3. El in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 fu n c io n a com o e v a p o ra d o r en e ste m o m en to . El re frig e ra n te b ifá s ico g aslíq u id o de baja te m p e ra tu ra y ba ja p res ió n a b so rb e c a lo r del a ire in te rio r in tro d u c id o en el in te rc a m b ia d o r de ca lo r in te rio r 3 m e d ia n te un v e n tila d o r in te rio r (no m o strad o ). De e ste m odo, el re frig e ra n te b ifá s ico g a s -líq u id o se e va p o ra y se co n v ie rte en re frig e ra n te en v a p o r a ba ja p res ión . A con tin u a c ió n , el re frig e ra n te en v a p o r de ba ja p res ió n es s u cc io n a d o al c o m p re s o r 1 a tra vé s de la vá lv u la de cua tro v ía s 2. P o s te rio rm e n te , el re frig e ra n te c ircu la a tra vé s de un c ic lo de re frig e ra c ió n de la m ism a m a ne ra q ue se d e sc rib e a n te rio rm e n te .
(O p e ra c ió n d e p re p a ra c ió n d e d e s c o n g e la c ió n )
C u a n d o la te m p e ra tu ra del a ire e x te rio r lleg a a s e r in fe rio r a una te m p e ra tu ra p resc rita (p o r e je m p lo , 7 °C) en la o p e ra c ió n de c a le n ta m ie n to del a p a ra to de c ic lo de re frig e rac ión , la te m p e ra tu ra del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 llega a s e r in fe rio r a 0 °C. E n to n ce s se fo rm a e sca rch a en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. La e sca rch a fo rm a d a en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 b lo q u e a un paso de f lu jo de a ire d e te r io ra n d o así el re n d im ie n to de ca le n ta m ie n to . P o r tan to , la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n p ara d e rre tir la e sca rch a d ebe re a liza rse a in te rva lo s de tie m p o regu la res .
S in e m b a rg o , una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n p ro lo n g a d a y c o n tin u a d a d e te rio ra la c o m o d id a d d en tro de la h ab ita c ión . P o r tan to , en el p re se n te a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n , una ca n tid a d de c a lo r a lm a ce n a d a en el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 se u tiliza en la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n para a co rta r el t ie m p o de d e sco n g e la c ió n y a co rta r el t ie m p o de in ic io de la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to .
P o r e je m p lo , cu a n d o se fo rm a e sca rch a en una a le ta del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 p ara s e rv ir com o re s is te n c ia co n tra la tra n s fe re n c ia de c a lo r o ve n tila c ió n d u ra n te la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , la p res ió n Ps del re fr ig e ra n te s u cc io n a d o al c o m p re s o r 1, la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te s u cc io n a d o al c o m p re s o r 1 o la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te a la sa lid a del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 d ism in uye . C u a n d o la p res ió n Ps del re frig e ran te s u cc io n a d o al co m p re s o r 1, la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te s u cc io n a d o al co m p re s o r 1 o la te m p e ra tu ra del re fr ig e ra n te a la sa lid a del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 lleg a a s e r igua l o m e n o r q ue un v a lo r p resc rito , el c o n tro la d o r 100 d e te rm in a q ue es n e ce sa rio re a liza r la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
C o n ve n c io n a lm e n te , se co n o ce la s ig u ie n te té cn ica . E sp e c ífica m e n te , en la o pe ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , la vá lv u la de cua tro v ía s 2 se co n m u ta del lado de o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to al lado de o p e ra c ió n de e n fria m ie n to , de m o do q ue el re frig e ra n te en v a p o r de a lta te m p e ra tu ra y a lta p res ión d e sca rg a d o d esde el c o m p re s o r 1 fluya h ac ia el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6, d e rr it ie n d o de e ste m o do la e sca rch a en el in te rc a m b ia d o r de ca lo r e x te rio r 6.
S in e m ba rg o , cu a n d o la vá lv u la de cu a tro v ía s 2 se co n m u ta del lado de ca le n ta m ie n to al lado de e n fria m ie n to para re a liza r una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n s in re a liza r una o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , puede o cu rr ir un fa llo en el co m p re s o r 1 d e b id o a una lu b rica c ió n d e fic ie n te .
En la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , el re frig e ra n te de a lta te m p e ra tu ra y a lta p res ión d e sca rg a d o del c o m p re s o r 1 flu y e h ac ia el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6, d e rr ite la e sca rch a fo rm a d a en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6, libe ra c a lo r y a co n tin u a c ió n se co n d e n sa en re frig e ra n te líq u id o de ba ja te m p e ra tu ra , que a co n tin u a c ió n pasa se c u e n c ia lm e n te a tra vé s del c ircu ito de re frig e ra n te y flu y e h ac ia el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3. En este m o m en to , el v e n tila d o r in te rio r d e ja de s o p la r a ire para e v ita r q ue e n tre a ire frío en la hab ita c ión . P o r tan to , el re fr ig e ra n te no se e va p o ra lo s u fic ie n te y es su c c io n a d o al c o m p re s o r 1 m ie n tra s se m a n tie n e en el e s ta d o de dos fase s. En o tra s p a la bra s , cu a n d o no se re a liza la o pe ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , el re frig e ran te líq u id o se e va p o ra m al y, de e ste m odo, se s u cc io n a al co m p re s o r 1. P o r tan to , d e b id o a la m e zc la con el re fr ig e ra n te líqu ido , la v is c o s id a d del a ce ite lu b rica n te se reduce , lo q ue p uede c o n d u c ir a una lub rica c ió n d e fic ie n te .
A d e m á s, cu a n d o el co m p re so r 1 su cc io n a el re frig e ra n te m a n te n id o en el e s ta d o de dos fase s, la te m p e ra tu ra del re fr ig e ra n te d e sca rg a d o del co m p re s o r 1 d ism in u ye , d ism in u ye n d o así la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te s u m in is tra d o al in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . E s to d e te rio ra el re n d im ie n to de d e sco n g e la c ió n , ca u sa n d o ta m b ié n de e ste m o do el p rob lem a de que se p ro lo n g a el t ie m p o de o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
P o r lo tan to , en el p re se n te a p a ra to de c ic lo de re frig e rac ión , p a ra a co rta r la o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n y e v ita r q ue el re frig e ra n te líq u id o se a s u cc io n a d o h ac ia el c o m p re s o r d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , la o pe ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n se rea liza a n tes de q ue la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to se ca m b ie a la o pe ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
En la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , el re frig e ra n te flu ye en la m ism a d ire cc ió n q ue en el e s ta d o de o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to q ue se m u e s tra en la fig u ra 4. S in e m ba rg o , la o pe ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n es d ife re n te de la o p e ra c ió n de c a le n ta m ie n to en q ue el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a es m a yo r q ue d u ra n te la o pe ra c ió n de ca le n ta m ie n to , y en q ue el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b es m e n o r q ue d u ra n te la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to .
E s ta o p e ra c ió n e le va la p res ió n del re frig e ra n te q ue pasa a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 y ta m b ié n e le va la te m p e ra tu ra de s a tu ra c ió n del re frig e ran te , de m o do q ue el c a lo r p ue de a lm a ce n a rse en el cue rpo de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. La te m p e ra tu ra del re frig e ra n te q ue flu y e fu e ra del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 d u ra n te la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to es de a p ro x im a d a m e n te 40 °C. En e ste caso, el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 p uede a lm a c e n a r c a lo r h as ta 40 °C. C u a n d o se p rod u ce una p é rd id a de p res ió n d e la n te y d e trá s de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a d u ra n te la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te d ism in uye , de m o do q ue la te m p e ra tu ra del c a lo r a lm a ce n a d o d ism in uye . En co n se cu e n c ia , es p re fe re n te que la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a e sté co m p le ta m e n te a b ie rta d u ra n te la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
La o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e s co n g e la c ió n p uede in ic ia rse cu a n d o la p res ión Ps del re frig e ra n te su cc io n a d o al co m p re so r 1, la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te s u cc io n a d o al co m p re so r 1 o la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te a la s a lid a del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 llega a s e r igua l o m e n o r q ue un v a lo r p re sc rito d u ra n te la o pe ra c ió n de ca le n ta m ie n to , o p ue de in ic ia rse d e sp u é s de q ue h aya tra n s c u rrid o un p e río d o de tie m p o p re sc rito de la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to (p o r e je m p lo , 60 m inu tos).
A d e m á s, cu a n d o se co m p le ta el a lm a ce n a m ie n to de c a lo r en el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5, y el cue rpo de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 se p one en e q u ilib rio té rm ic o con el re frig e ra n te que flu ye a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5, no se tra n s m ite ni re c ibe c a lo r e n tre el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 y el re frig e ran te . De e ste m odo, no se e je rce n in g u n a in flu e n c ia so b re la c a p a c id a d y el re n d im ie n to de c a le n ta m ie n to . P or ta n to , para la p re p a ra c ió n de la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n que se rá n ecesa ria , la o p e ra c ió n de p re p a rac ió n de d e sco n g e la c ió n p uede in ic ia rse , p o r e je m p lo , cu a n d o la te m p e ra tu ra in te rio r a lca n za una te m p e ra tu ra o b je tivo d u ra n te la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to . La te m p e ra tu ra o b je tivo u sa da en el p re se n te d o cu m e n to s ig n ifica un v a lo r e s ta b le c id o de te m p e ra tu ra in te rio r del a p a ra to del c ic lo de re frig e ra c ió n q ue es e s ta b le c id o p or un usuario .
La o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e s co n g e la c ió n p uede f in a liz a r cu a n d o se d e te rm in a q ue el c a lo r está su fic ie n te m e n te a lm a ce n a d o en el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de ca lo r 5 d ad o q ue la d ife re n c ia e n tre la te m p e ra tu ra m e d id a del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de ca lo r 5 y la te m p e ra tu ra del in te rc a m b ia d o r de ca lo r in te rio r 3 lleg a a se r igua l o m e no r q ue un v a lo r p resc rito , o p uede fin a liza rs e d e sp u é s de que h aya tra n s c u rr id o un p e ríodo de tie m p o p re sc rito de la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n (p o r e je m p lo , d e sp u é s de 5 m inu tos).
A d e m á s , cu a n d o se co m p le ta el a lm a ce n a m ie n to de ca lo r en el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de ca lo r 5 y el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de ca lo r 5 se p one en e q u ilib rio té rm ic o con el re frig e ra n te q ue pasa a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de ca lo r 5, no se tra n s m ite ni rec ibe ca lo r e n tre el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de ca lo r y el re frig e ran te . De e ste m odo, no se e je rce n in g u n a in flu e n c ia so b re la c a p a c id a d y el re n d im ie n to de ca le n ta m ie n to . En co n se cu e n c ia , la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n p uede co n tin u a r h asta que se d e te rm in e q ue es n e ce sa rio d e s c o n g e la r el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. En o tra s p a la bra s , no es n e ce sa rio e s ta b le ce r la co n d ic ió n m e n c io n a d a a n te r io rm e n te para f in a liz a r la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , s in o q ue la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n p uede co n tin u a r h asta q ue se in ic ie la d e sco n g e la c ió n .
La o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n se re a liza d e sp u é s de la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , e xce p to en el caso en q ue un u su a rio e m ite una o rden para d e te n e r la o pe ra c ió n , ca so en el que se p ro d u ce una p arada a no rm a l en té rm in o s de con tro l del c ic lo de re frig e rac ión , y s im ila res .
(O p e ra c ió n d e d e s c o n g e la c ió n )
La fig u ra 6 es un d ia g ra m a q ue m u es tra el f lu jo de re frig e ra n te en una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . En la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , la vá lv u la de cua tro v ía s 2 se co n m u ta de m o do q ue el lado de d e sca rg a del c o m p re s o r 1 e sté en co m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 m ie n tra s q ue el lado de su cc ió n del c o m p re s o r 1 e sté en c o m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 y la vá lv u la de e n ce n d id o y a pa g a d o 41 se lleva a un e s ta do a b ie rto . El v a p o r de re frig e ra n te cu ya te m p e ra tu ra y p res ión a u m e n ta m e d ia n te el c o m p re s o r 1 pasa a tra vé s de la vá lv u la de cua tro v ía s 2 y flu ye h ac ia el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6. El in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 fu n c io n a com o c o n d e n s a d o r en e ste m o m en to . El re frig e ra n te en v a p o r de a lta te m p e ra tu ra y a lta p res ión d e rr ite la e sca rch a en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6, lib e ra n d o de e ste m o do ca lo r y co n d e n sá n d o se en re frig e ra n te líqu ido de ba ja te m p e ra tu ra .
A d e m á s , para p e rm itir que el c a lo r de co n d e n sa c ió n del re frig e ra n te se use e fic ie n te m e n te para d e s c o n g e la r sin u sa rse para ca le n ta r el a ire exte rio r, el v e n tila d o r e x te rio r (no m o s tra d o ) g e n e ra lm e n te no se o p e ra d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
El re frig e ra n te líqu ido de ba ja te m p e ra tu ra q ue tie n e una can tid a d de c a lo r u sa da p ara d e s c o n g e la r pasa a tra vé s de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b y lleg a al cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. El cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 a lm a ce n a c a lo r d u ra n te la o pe ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n y la te m p e ra tu ra del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 aum e n ta . P o r tan to , el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 fu n c io n a com o un e va po ra do r. C om o re su lta d o del in te rca m b io de c a lo r con el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5, el re frig e ra n te líq u id o a ba ja te m p e ra tu ra se e va p o ra y se co n v ie rte en re frig e ra n te en vapor.
El re fr ig e ra n te en v a p o r q ue flu ye fu e ra del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 p asa a tra vé s de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a, a co n tin u a c ió n pasa a tra vé s de la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11 y la vá lv u la de e n ce n d id o y a pa g a d o 41, y es su c c io n a d o al in te rio r del co m p re s o r 1. D u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , el re frig e ra n te c ircu la p o s te rio rm e n te a tra vé s de un c ic lo de re frig e ra c ió n de la m ism a m a n e ra q ue se d e sc rib e a n te rio rm e n te .
A d e m á s, el c ircu ito de re frig e ra n te q ue se e x tie n d e d e sd e la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a a tra vé s del in te rca m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 y la vá lv u la de cua tro v ía s 2 h as ta el co m p re s o r 1 tie n e una tu b e ría m ás la rg a y una m a yo r p é rd ida de p res ión que la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11. P o r tan to , el re frig e ra n te a p e n a s flu y e a tra vé s de este c ircu ito de re frig e ra n te inc lu so a u n q u e el c ircu ito no esté ce rra d o m e d ia n te una vá lvu la o s im ila r d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
Es p re fe re n te q ue el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a y el g rad o de a p e rtu ra de la v á lv u la de e xp a n s ió n 4 b sean, cad a uno, tan g ra n d e s com o se a p os ib le d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . E s to se d eb e a que, com o la p érd ida de p res ión en cada una de las vá lvu la s de e xp an s ión 4a y 4b es m enor, la d e n s id a d del re frig e ra n te s u cc io n a d o al c o m p re s o r 1 es m a yo r y la can tid a d de re frig e ra n te en c ircu la c ió n es m ayor, con el re su lta d o de q ue se a co rta el t ie m p o de d e sco n g e la c ió n .
P o r o tro lado, p o r e je m p lo , en el ca so en q ue se e m p le e un s is te m a de s u m in is tro de a ce ite de p res ió n d ife re nc ia l co m o s is te m a de s u m in is tro de a ce ite lu b rica n te d e n tro del co m p re s o r 1, la p res ión d ife re n c ia l m ín im a re q u e rid a para las o p e ra c io n e s p ue de e s ta b le ce rse para el c o m p re s o r 1. En e ste caso, es p re fe re n te q ue no se re d u zca el g rad o de a p e rtu ra de la v á lvu la de e xp an s ión 4a s in o de la v á lvu la de e xp an s ión 4b d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . Esto se d ebe a q ue la p érd ida de p res ión del re frig e ra n te se p ro d u ce p rin c ip a lm e n te en el lado de la v á lvu la de e xp a n s ió n 4b, de m odo q ue la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te q ue pasa a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 d ism in u ye , a u m e n ta n d o así la ve lo c id a d y la c a n tid a d de c a lo r lib e ra d o d e sd e el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 al re frig e ran te .
A d e m á s , cu a n d o la p res ión de su cc ió n del c o m p re s o r 1 es re la tiva m e n te ba ja in c lu so a u n q u e la te m p e ra tu ra del re fr ig e ra n te su c c io n a d o al co m p re so r 1 se a re la tiva m e n te a lta , la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te d e sca rg a d o del c o m p re s o r 1 p uede a u m e n ta r h as ta un v a lo r igua l o s u p e r io r a un v a lo r de p ro te cc ió n p re d e te rm in a d o (p o r e je m p lo , 120 °C). En e ste caso , la can tid a d de c a lo r lib e ra d o d esde el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 n eces ita re d u c irse te m p o ra lm e n te para b a ja r la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te su c c io n a d o al c o m p re s o r 1 a una te m p e ra tu ra a p ro p ia d a . En e ste caso , re d u c ie n d o el g rad o de a p e rtu ra de la v á lvu la de e xp a n s ió n 4a y a u m e n ta n d o el g rado de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4b, se p ue de e le v a r la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te q ue pasa a tra vé s del cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5. En e ste caso , se re du ce la d ife re n c ia de te m p e ra tu ra e n tre el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 y el re frig e ra n te q ue p asa a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. En co n se cu e n c ia , se re du ce la ca n tid a d de c a lo r re c ib id a p o r el re fr ig e ra n te d e sd e el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. De e ste m odo, la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te s u cc io n a d o al c o m p re s o r 1 se p uede re d u c ir a un v a lo r a p ro p ia d o .
En el p re se n te a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n , el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 e stá d isp u e s to en el c ircu ito de re frig e ra n te e n tre vá lvu la s de e xp a n s ió n 4a y 4b, q ue tien en , cad a una, un g rad o de a p e rtu ra a ju s tab le . De e ste m odo, la p res ió n y la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te q ue p asa a tra vé s del cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 p ue de n co n tro la rse a rb itra r ia m e n te . En co n se cu e n c ia , d ado q ue se p uede co n tro la r la ca n tid a d de ca lo r tra n s m itid o y re c ib id o e n tre el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 y el re frig e ran te , la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n se p uede re a liza r in m e d ia ta m e n te y el c o m p re s o r se p uede o p e ra r d en tro de un in te rva lo de o pe ra c ió n a p ro p ia d o .
La o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n p ue de fin a liza r cu a n d o la te m p e ra tu ra m e d id a de la tu b e ría a tra vé s de la cual f lu y e el re frig e ra n te fu e ra del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 lleg a a s e r igua l o s u p e r io r a una te m p e ra tu ra p re sc rita (p o r e je m p lo , igua l o s u p e r io r a 5 °C), o p uede f in a liz a r d e sp u é s de q ue h aya tra n s c u rrid o un p e río do de tie m p o p re sc rito d e sd e el in ic io de la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n (p o r e je m p lo , d e sp u é s de 5 m inutos).
(C a m b io d e o p e ra c ió n d e d e s c o n g e la c ió n a o p e ra c ió n d e c a le n ta m ie n to )
C u a n d o la o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n se ca m b ia a la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , la vá lv u la de cua tro v ía s 2 se co n m u ta del lad o de e n fr ia m ie n to al lad o de ca le n ta m ie n to m ie n tra s la vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41 está ce rra da , com o se m u e s tra en la fig u ra 4. A d e m á s, el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a se reduce m ie n tra s q ue la vá lv u la de e xp a n s ió n 4b e stá p re fe re n te m e n te co m p le ta m e n te ab ie rta .
En e ste caso , la p é rd ida de p res ión del re frig e ra n te q ue se p ro d u ce en la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a es m a yo r q ue la p é rd ida de p res ió n del re frig e ra n te q ue se p ro d u ce en la vá lv u la de e xp a n s ió n 4b. En co n se cu e n c ia , se re du ce la p res ió n del re frig e ra n te que pasa a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5, y el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 fu n c io n a com o un evapo rado r.
P o r lo tan to , cua nd o , in c lu so d e sp u é s de u tiliz a r el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 com o fu e n te de c a lo r de d e sco n g e la c ió n , la te m p e ra tu ra del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 es m a yo r q ue la te m p e ra tu ra del a ire e x te rio r y el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 p ue de u tiliza rse com o fu e n te de c a lo r p a ra la o p e ra c ió n de c a le n ta m ie n to , la ve lo c id a d de a u m e n to de la te m p e ra tu ra del a ire e xp u lsa d o d e sd e la u n idad in te rio r 51 se p uede a ce le ra r en la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to .
La fig u ra 7 es un d ia g ra m a de flu jo (p rim e ra m itad ) para ilu s tra r un e je m p lo de con tro l para co n m u ta r una o pe ra c ió n re a liza d a p o r el co n tro la d o r 100. La fig u ra 8 es un d ia g ra m a de f lu jo (se g u n d a m itad ) para ilu s tra r un e je m p lo de con tro l para co n m u ta r una o p e ra c ió n re a liza d a p o r el co n tro la d o r 100.
En re sp u e s ta a la o rde n de in ic ia r la o pe ra c ió n de c a le n ta m ie n to d esde un co n tro la d o r re m o to del u su a rio y s im ilar, el co n tro la d o r 100 in ic ia el p ro ce so en el d ia g ra m a de f lu jo m o s tra d o en la fig u ra 7 (S1). En la e ta pa S2, el co n tro la d o r 100 co n fig u ra la vá lv u la de cua tro v ía s 2 para e s ta b le ce r una co n e x ió n de m o do q ue el p ue rto de d e sca rg a del co m p re so r 1 esté en c o m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 m ie n tra s que el p ue rto de su cc ió n del c o m p re s o r 1 e sté en co m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6.
A co n tin u a c ió n , en la e ta pa S3, el co n tro la d o r 100 co n tro la que la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b se a bra co m p le ta m e n te y co n tro la q ue la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a se a ju s te al g rad o in ic ia l de a pe rtu ra . C u a n d o el re frig e ra n te se hace c irc u la r m e d ia n te el co m p re so r 1, el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 fu n c io n a com o un con de nsa do r.
En la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , la vá lv u la de e xp a n s ió n g e n e ra lm e n te se co n tro la en b ase al g rad o de s u b e n fr ia m ie n to (S C ) del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r. En el p re se n te a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n , el con tro l del su b e n fr ia m ie n to se re a liza en las e ta p a s S4 a S7 a ju s ta n d o el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp an s ión 4a.
En la e ta pa S4, el co n tro la d o r 100 d e te rm in a si un g rad o de su b e n fr ia m ie n to S C del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 es o no igua l o m e n o r q ue un v a lo r de d e te rm in a c ió n SC1 (un p rim e r v a lo r S C 1). En e ste caso, el c o n tro la d o r 100 ca lcu la el g rad o de su b e n fr ia m ie n to S C del re frig e ra n te en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 de la s ig u ie n te m a ne ra . En p rim e r lugar, el co n tro la d o r 100 o b tie n e un v a lo r de p res ió n de un s e n s o r de p res ión HS1 en el lado de d e sca rg a de re frig e ra n te del c o m p re s o r 1, y ca lcu la una te m p e ra tu ra de sa tu ra c ió n de re frig e ra n te T d sa t co rre sp o n d ie n te a e ste v a lo r de p res ión . A c o n tin u a c ió n , el co n tro la d o r 100 o b tie n e un v a lo r de te m p e ra tu ra Tco de un te rm is to r T H co d isp u e s to en la p orc ión de sa lid a del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3. El co n tro la d o r 100 define la d ife re n c ia e n tre d os te m p e ra tu ra s (T d sa t - Tco) co m o el g rad o de su b e n fr ia m ie n to SC.
C u a n d o se cu m p le S C < SC1 en la e ta p a S 4 (S Í en S4), el c o n tro la d o r 100 re du ce el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a en la e ta p a S5. C u a n d o no se cu m p le S C < SC1 (N O en S4), el co n tro la d o r 100 a um e n ta el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a en la e ta pa S6.
El p ro ce so en la e ta pa S4 o S5 es se g u id o p o r el p roce so en la e ta pa S7. En la e ta pa S7, el co n tro la d o r 100 d e te rm in a si la p res ió n Ps del re frig e ra n te s u cc io n a d o al co m p re s o r 1 es o no igua l o m e no r que la p res ión de d e te rm in a c ió n Ps1. En e ste caso , la p res ió n Ps del re frig e ra n te su c c io n a d o en el c o m p re s o r 1 se d eriva del v a lo r de p res ión de un s e n s o r de p res ió n LS1 d isp u e s to en el p ue rto de su cc ió n del c o m p re s o r 1.
En lu g a r de la d e te rm in a c ió n en la e ta pa S7, se p ue de e m p le a r cu a lq u ie r con d ic ió n de e n tre las tre s co n d ic io n e s de d e te rm in a c ió n s ig u ie n te s , q ue inc lu ye n : 1) una te m p e ra tu ra Ts del re frig e ra n te su cc io n a d o al c o m p re s o r 1 < una te m p e ra tu ra de d e te rm in a c ió n T s1 ; 2 ) una te m p e ra tu ra Teo del re frig e ra n te a la sa lid a del in te rc a m b ia d o r de ca lo r e x te rio r 6 <_ una te m p e ra tu ra de d e te rm in a c ió n Teo1; y 3) t ie m p o de o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to > tie m p o de d e te rm in a c ió n M1. En e ste caso, la te m p e ra tu ra Ts del re frig e ra n te s u cc io n a d o p uede s e r el v a lo r de te m p e ra tu ra de un te rm is to r T H s in s ta la d o en la tu b e ría de su cc ió n del co m p re s o r 1. A d e m á s, la te m p e ra tu ra Teo del re frig e ran te a la sa lid a del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 p ue de se r el v a lo r de te m p e ra tu ra de un te rm is to r T H e o ins ta la d o en la tu b e ría de sa lid a del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6.
C u a n d o no se cu m p le la co n d ic ió n de d e te rm in a c ió n en la e ta pa S7 (N O en S7), se v u e lve a re a liza r el p roce so p o s te rio r a la e ta pa S4. P o r o tro lado, cu a n d o se cu m p le la co n d ic ió n de d e te rm in a c ió n en la e ta pa S7 (S Í en S7), el p ro ce so p asa a la e ta pa S8, en la q ue se in ic ia la o pe ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
C u a n d o se in ic ia la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , en p rim e r lu g a r en la e ta pa S9, el co n tro la d o r 100 co n tro la q ue la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a se a bra co m p le ta m e n te y co n tro la q ue la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b se a ju s te al g rad o in ic ia l de a p e rtu ra (p o r e je m p lo , al g ra d o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a d u ra n te la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to ).
Ta m b ié n en la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , la vá lv u la de e xp a n s ió n se co n tro la en base al g rado de su b e n fr ia m ie n to (S C ) del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r de la m ism a m a ne ra q ue en la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to . En la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , el con tro l de su b e n fr ia m ie n to se re a liza en las e ta p a s S 10 a S 13 a ju s ta n d o el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4b.
En la e ta pa S10, el co n tro la d o r 100 d e te rm in a si el g rad o de su b e n fr ia m ie n to S C del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 es o no igua l o m e n o r q ue el v a lo r de d e te rm in a c ió n S C 1. D ado q ue el p ro ce d im ie n to de cá lcu lo del g rad o de s u b e n fr ia m ie n to S C es el m ism o q ue en la e ta pa S4, no se re p e tirá su d esc ripc ió n .
C u a n d o se cu m p le SC < SC1 en la e ta pa S 10 (S Í en S 10), el co n tro la d o r 100 reduce el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b en la e ta pa S 11. C u a n d o no se cu m p le S C < SC1 en la e ta pa S 10 (N O en S 10), el co n tro la d o r 100 a u m e n ta el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b en la e ta pa S12.
El p ro ce so en la e ta pa S11 o S 12 es se g u id o p or el p ro ce so en la e ta pa S13. En la e ta pa S13, el co n tro la d o r 100 d e te rm in a si una te m p e ra tu ra T b del cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 es o no igua l o m a yo r que una te m p e ra tu ra de d e te rm in a c ió n Tb1, o si el t ie m p o de o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n es o no igua l o m a yo r q ue el tie m p o de d e te rm in a c ió n M2. La te m p e ra tu ra T b del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 p ue de se r el v a lo r de te m p e ra tu ra de un te rm is to r T H b un ido al cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5.
C u a n d o no se cu m p le la co n d ic ió n de d e te rm in a c ió n en la e ta pa S 13 (N O en S 13), se v u e lve a re a liza r el p roce so p o s te rio r a la e ta pa S10. P o r o tro lado, cu a n d o se cu m p le la co n d ic ió n de d e te rm in a c ió n en la e ta pa S 13 (S Í en S 13), el p roce so pasa a la e ta pa S14, en la q ue fin a liza la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
A co n tin u a c ió n , en re fe re n c ia a la fig u ra 8, en la e ta pa S15, el co n tro la d o r 100 d e te rm in a si la p res ió n Ps del re frig e ra n te s u cc io n a d o al co m p re so r 1 es o no igua l o m e no r q ue un s e g u n d o v a lo r de p res ió n de d e te rm in a c ió n Ps2.
En lu g a r de la d e te rm in a c ió n en la e ta pa S15, se p ue de e m p le a r cu a lq u ie r co n d ic ió n de e n tre las dos co n d ic io n e s de d e te rm in a c ió n s ig u ie n te s , q ue inc lu ye n : 1) te m p e ra tu ra Ts del re frig e ra n te s u cc io n a d o al c o m p re s o r 1 < una s e g u n d a te m p e ra tu ra de d e te rm in a c ió n Ts2; y 2 ) una te m p e ra tu ra Teo del re frig e ra n te a la sa lid a del in te rca m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 < _ una s e g u n d a te m p e ra tu ra de d e te rm in a c ió n Teo2. A d e m á s, la o pe ra c ió n de d e sco n g e la c ió n p ue de in ic ia rse in m e d ia ta m e n te d e sp u é s de f in a liz a r la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
H asta que se cu m p la la con d ic ió n de d e te rm in a c ió n en la e ta pa S15, la o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n no se in ic ia , s in o q ue la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to se re a liza en el e s ta d o en el q ue se a lm a ce n a c a lo r en el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 (N O en S 15). C u a n d o se cu m p le la con d ic ió n de d e te rm in a c ió n en la e ta pa S15, el p ro ce so pasa a la e ta pa S16, en la q ue se in ic ia la o pe ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
En la e ta pa S17, el co n tro la d o r 100 co n fig u ra la v á lv u la de cua tro v ía s 2 p ara e s ta b le ce r una con ex ió n de m odo q ue el p ue rto de d e sca rg a del co m p re so r 1 e sté en c o m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de ca lo r e x te rio r 6 m ie n tra s q ue el p ue rto de su cc ió n del co m p re so r 1 e sté en co m u n ica c ió n con el in te rc a m b ia d o r de ca lo r in te rio r 3. A de m á s, en la e ta pa S18, el co n tro la d o r 100 a bre la vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41 p ro p o rc io n a d a en la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11.
A co n tin u a c ió n , en la e ta pa S19, el c o n tro la d o r 100 co n tro la la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a y la vá lv u la de e xp an s ión 4 b para q ue se abra n co m p le ta m e n te . C u a n d o el re frig e ra n te se hace c irc u la r m e d ia n te el co m p re so r 1, el in te rc a m b ia d o r de ca lo r in te rio r 3 fu n c io n a com o un eva po ra do r.
En la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , en las s ig u ie n te s e ta p a s S 20 a S25, el co n tro la d o r 100 a ju s ta el g rad o de a p e rtu ra de cad a una de las v á lv u la s de e xp a n s ió n 4a y 4b, a ju s ta n d o de e ste m odo la ca n tid a d de ca lo r lib e ra d o d esde el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de ca lo r 5.
En p rim e r lugar, en la e ta pa S20, el co n tro la d o r 100 o b tie n e la p res ió n Ps del re frig e ra n te s u cc io n a d o al co m p re so r 1 en base al v a lo r de p res ión del s e n s o r de p res ión LS1, y o b tie n e la p res ió n Pd del re frig e ra n te d e sca rg a d o del c o m p re s o r 1 en base al v a lo r de p res ión del s e n s o r de p res ión H S 1. A co n tin u a c ió n , se c a lcu la una p ro p o rc ió n de co m p re s ió n de re frig e ra n te P d /P s y se d e te rm in a si e s ta p rop o rc ió n de co m p re s ió n de re frig e ra n te es o no igua l o m e n o r q ue un v a lo r de d e te rm in a c ió n R1.
C u a n d o se cu m p le P d /P s < R1 en la e ta pa S 20 (S Í en S 20), el c o n tro la d o r 100 re du ce el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4 b en la e ta pa S21. C u a n d o no se cu m p le P d /P s < R1 en la e ta pa S 20 (N O en S20), el co n tro la d o r 100 a u m e n ta el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4b en la e ta pa S22. El p roce so en la e ta pa S21 o S 22 es se g u id o por el p ro ce so en la e ta pa S23.
En la e ta pa S23, el co n tro la d o r 100 o b tie n e una te m p e ra tu ra T d del re frig e ra n te d e sca rg a d o del c o m p re s o r 1 en base al v a lo r de d e te cc ió n de un s e n s o r de te m p e ra tu ra TH d. A co n tin u a c ió n , el co n tro la d o r 100 d e te rm in a si la te m p e ra tu ra T d del re frig e ra n te d e sca rg a d o del c o m p re s o r 1 es o no igua l o m a yo r que una te m p e ra tu ra de d e te rm in a c ió n Td1.
C u a n d o se cu m p le Td > Td1 en la e ta pa S 23 (S Í en S 23), e n ton ces , en la e ta pa 524, el c o n tro la d o r 100 re du ce el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a y a u m e n ta el g ra d o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4b. C u a n d o se cu m p le T d > Td1, se libe ra c a lo r e xce s ivo del cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5. En co n se cu e n c ia , el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a se reduce para re du c ir de e ste m odo la ca n tid a d de ca lo r lib e ra d o d esde el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de ca lo r 5.
P or o tro lado, cu a n d o no se cu m p le T d > Td1 en la e ta p a S 23 (N O en S 23), e n to n ce s en la e ta pa 525, el c o n tro la d o r 100 a u m e n ta el g rad o de a p e rtu ra de la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a y re du ce el g rad o de a p e rtu ra de la v á lv u la de e xp a n s ió n 4b. El p roce so en la e ta pa S 24 o S 25 es se g u id o p o r el p ro ce so en la e ta pa S26.
En la e ta pa 526, el co n tro la d o r 100 o b tie n e una te m p e ra tu ra T L en una tu b e ría de líq u id o del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 a p a rtir de un te rm is to r TH L. El c o n tro la d o r 100 d e te rm in a si la te m p e ra tu ra T L es o no igua l o m a yo r q ue una te m p e ra tu ra de d e te rm in a c ió n T L 1 , o d e te rm in a si el t ie m p o de o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n es o no igua l o m a yo r q ue el tie m p o de d e te rm in a c ió n M3. C u a n d o cad a una de e s ta s d os co n d ic io n e s no se cu m p le en la e ta pa S 26 (N O en S 26), el p ro ce so re g resa a la e ta pa 520. P o r o tro lado, cu a n d o al m e no s una de e s ta s dos co n d ic io n e s se cu m p le en la e ta pa S 20 (S Í en S 26), el c o n tro la d o r 100 h ace que el p roce so a va n ce a la e ta pa S27, en la q ue se c ie rra la vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 41. A co n tin u a c ió n , el co n tro la d o r 100 f in a liza la o pe ra c ió n de d e s co n g e la c ió n en la e ta pa S28. A co n tin u a c ió n , en la e ta pa S29, el p ro ce so v u e lve al p ro ce so de in ic ia r la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to .
C om o se d e sc rib e a n te rio rm e n te , en el p re se n te m o do de re a liza c ió n , el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 está d isp u e s to en el c ircu ito de re frig e ra n te e n tre v á lv u la s de e xp a n s ió n 4a y 4b, q ue tien en , cad a una, un g rad o de a p e rtu ra a ju s tab le , de m o do q ue la p res ión y la te m p e ra tu ra del re frig e ra n te q ue p asa a tra vé s del cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 se p ueden c o n tro la r a rb itra ria m e n te . En co n se cu e n c ia , d ad o que se p ue de c o n tro la r la c a n tid a d de c a lo r tra n s m itid o y re c ib id o e n tre el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 y el re frig e ran te , se puede re a liza r in m e d ia ta m e n te una o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n y el c o m p re s o r se p ue de o p e ra r d e n tro de un in te rva lo de o p e ra c ió n a p ro p ia d o . E s te a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n no fo rm a p arte de la p re se n te in ve n c ió n p ero a yuda a c o m p re n d e r d e te rm in a d o s a sp e c to s de la m ism a.
P r im e r m o d o d e re a liz a c ió n
La fig u ra 9 es un d ia g ra m a de c ircu ito de re frig e ra n te de un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n en el p rim e r m o do de re a liza c ió n . C om o se m u es tra en la fig u ra 9, a d e m á s de la co n fig u ra c ió n del a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n 101, un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n 101 A inc luye : una s e g u n d a vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 42 p ro p o rc io n a d a en la se g u n d a tu b e ría de re frig e ra n te 22; y una te rce ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 43 p ro p o rc io n a d a en la p rim e ra porc ió n (31, 32) de la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21 p ara e s ta r u b ica d a ce rca del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 con re sp e c to al pun to de b ifu rcac ió n de la tra ye c to ria de d e riva c ió n 11. C ad a una de la se g u n d a vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 42 y la te rce ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 43 se abre d u ra n te la o pe ra c ió n de c a le n ta m ie n to y se c ie rra d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
El a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n 101A in c lu ye a d e m á s una p rim e ra vá lv u la de c ie rre SV1 p ro p o rc io n a d a en la se g u n d a tu b e ría de re frig e ra n te 22, y una s e g u n d a vá lv u la de c ie rre S V 2 p ro p o rc io n a d a en la p rim e ra p o rc ió n (31, 32) de la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te 21. La vá lv u la de c ie rre la a bre y c ie rra un o p e ra d o r de tra b a jo con una lla ve en el caso de in s ta la c ió n o re u b ica c ió n de un a p a ra to de c ic lo de re frig e rac ión . P or el con tra rio , la se g u n d a vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 42 y la te rce ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 43 s irven , cad a una, com o v á lvu la de so le n o id e q ue p uede a b rirse y ce rra rse m e d ia n te un co n tro la d o r 100 A d u ra n te una o pe ra c ió n . La p rim e ra v á lvu la de c ie rre SV1 e stá u b ica d a ce rca del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 con re spe cto a la s e g u n d a vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 42. La s e g u n d a vá lv u la de c ie rre S V 2 e stá u b ica d a ce rca del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 con re sp e c to a la te rce ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 43.
En o tra s p a la bra s , en el p re se n te m o do de re a liza c ió n , la vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 42 se p ro p o rc io n a en el c ircu ito de re frig e ra n te para q ue e sté u b icad a e n tre la vá lv u la de cua tro v ía s 2 y el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3, m ie n tra s q ue la vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o 43 se p ro p o rc io n a en el c ircu ito de re frig e ra n te para q ue esté u b ica d a e n tre el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 y la vá lv u la de e xp a n s ió n 4a. En el p re se n te m o do de re a liza c ió n , las v á lv u la s de e n ce n d id o y a p a g a d o 42 y 43 se abre n d u ra n te la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n y la o pe ra c ió n de e n fria m ie n to , y se c ie rra n d u ra n te la o pe ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
C u a n d o el re frig e ra n te lle g a a se r e xce s ivo d u ra n te la o pe ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , a u m e n ta la ca n tid a d de re fr ig e ra n te líq u id o q ue pasa a tra vé s del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de ca lo r 5 d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . P or tan to , este re frig e ra n te líq u id o no p uede e va p o ra rs e c o m p le ta m e n te con la ca n tid a d de ca lo r a lm a ce n a d a en el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de ca lo r 5, de m o do q ue el re frig e ra n te líqu ido p ue de se r su cc io n a d o h ac ia el in te rio r del com p re sor. En el p rim e r m o do de re a liza c ió n , el re frig e ra n te e x is te n te d e n tro del in te rca m b ia d o r de c a lo r in te rio r 3 y la tu b e ría de co n e x ió n in te rio r/e x te r io r e stá se lla d o en su in te rio r d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . De e ste m odo, se p ue de e v ita r q ue el re frig e ra n te lle g u e a se r e xce s ivo en el a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
A d e m á s, s e lla n d o el re frig e ra n te en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , se p ue de re d u c ir la p o te n c ia m o triz y la ca n tid a d de c a lo r u sa do para tra n s p o rta r el re frig e ra n te líq u id o d esde la un idad e x te rio r a la u n id ad in te rio r d u ra n te un ca m b io a la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to . De e ste m odo, se p ue de a ce le ra r la v e lo c id a d de a u m e n to de la te m p e ra tu ra del a ire e xp u lsa d o de la u n id ad in te rio r de ca le n ta m ie n to .
S e g u n d o m o do de re a liza c ió n La fig u ra 10 es un d ia g ra m a de c ircu ito de re frig e ra n te de un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n en el s e g u n d o m o do de re a liza c ió n . C om o se m u e s tra en la fig u ra 10, a d e m á s de la co n fig u ra c ió n del a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n 101 com o se d e sc rib e en un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n com o se m u es tra en la fig u ra 1 y la d e sc rip c ió n a so c ia d a , un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n 101B in c lu ye a d e m á s un m ó du lo in v e rs o r 5B para a cc io n a r el c o m p re s o r 1 o p ara a cc io n a r un v e n tila d o r e x te rio r 6B, e s ta n d o d isp u e s to el m ó du lo in v e rs o r 5B para e s ta r en co n ta c to con el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. P o r e je m p lo , el m ó du lo in ve rso r 5B inc lu ye : un d isp o s itivo de p o te n c ia ta l com o un M O S F E T de p o te n c ia y un tra n s is to r b ip o la r de p ue rta a is la da (IG B T ) para co n tro la r la e n e rg ía e lé c trica ; un m ó d u lo de p o te n c ia in te lig e n te (IP M ) q ue in co rp o ra su c ircu ito de a cc io n a m ie n to y un c ircu ito de a u to p ro te cc ió n ; y s im ila re s .
Un e le m e n to de p o te n c ia d en tro del m ó du lo in v e rs o r 5B g e n e ra c a lo r de a cu e rd o con el v a lo r de la co rrie n te que flu y e a su tra vé s . Se re q u ie re e n fria m ie n to de m o do que el e le m e n to de p o te n c ia se a ju s te a una te m p e ra tu ra p re d e te rm in a d a o igua l o in fe rio r (p o r e je m p lo , igu a l o in fe rio r a 120 °C) para e v ita r fu g a té rm ica . A l p o n e r el m ódu lo in v e rs o r 5B en co n ta c to con el cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5, el c a lo r g e n e ra d o p or el e le m e n to in ve rso r se p ue de u tiliza r com o fu e n te de c a lo r de d e sco n g e la c ió n d u ra n te la o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n m ie n tra s se e n fría el m ó du lo in v e rs o r 5B. E ste m o do de re a liza c ió n no fo rm a p arte de la p re se n te inve n c ió n pero a yu d a a c o m p re n d e r d e te rm in a d o s a sp e c to s de la m ism a.
En los m o do s de re a liza c ió n p rim e ro a se g u n d o d e sc rito s a n te rio rm e n te , es p re fe re n te q ue la te m p e ra tu ra de s a tu ra c ió n del re frig e ra n te su c c io n a d o al c o m p re s o r 1 se c o n tro le p ara q ue o sc ile e n tre -20 °C y -45 °C d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n . C u a n d o se a go ta la ca n tid a d de c a lo r a lm a ce n a d a en el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5, só lo el tra b a jo de co m p rim ir el re frig e ra n te m e d ia n te el c o m p re s o r 1 s irve com o fu e n te de c a lo r de d e sco n g e la c ió n . La te m p e ra tu ra de sa tu ra c ió n del re frig e ra n te en el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r 6 d u ra n te la o pe ra c ió n de d e sco n g e la c ió n o sc ila e n tre 0 °C y a p ro x im a d a m e n te 5 °C. En e ste caso, la p res ión Ps del re frig e ra n te su c c io n a d o al c o m p re s o r 1 con el m á x im o re n d im ie n to de d e s co n g e la c ió n e x is te en el in te rva lo e n tre -20°C y -45°C en té rm in o s de la te m p e ra tu ra de sa tu ra c ió n del re frig e ran te , p o r e je m p lo , en el caso de re frig e ra n te ta l com o R 32 y 410A . E sto se d eb e a las s ig u ie n te s razones. E sp e c ífica m e n te , la ba ja p res ión Ps del re frig e ra n te s u cc io n a d o en el co m p re s o r 1 co n d u ce a una ba ja d e n s id a d del re frig e ra n te s u cc io n a d o en el c o m p re s o r 1 y, por tan to , el tra b a jo del co m p re so r 1 d ism in u ye d e b id o a una ca n tid a d in su fic ie n te de re frig e ra n te en c ircu la c ión . A d e m á s , la a lta p res ión Ps del re frig e ra n te s u cc io n a d o en el c o m p re s o r 1 co n d u ce a una p e q u e ñ a p res ión d ife re n c ia l del re frig e ra n te d e la n te y d e trá s del c o m p re s o r 1 y, p o r tan to , d ism in u ye el tra b a jo del co m p re so r 1.
A d e m á s, en los m o do s de re a liza c ió n p rim e ro a s e g u n d o d e sc rito s a n te rio rm e n te , se p ue de p ro p o rc io n a r un c a le n ta d o r e lé c trico d en tro del cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 o en co n ta c to con el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5. De e ste m odo, se p ue de a yu d a r con una fu e n te de c a lo r de d e s co n g e la c ió n en el caso en q ue la ca n tid a d de c a lo r a lm a ce n a d o en el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r 5 se a in su fic ie n te o en el caso en q ue no p ue da p ro p o rc io n a rse un cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r 5 de ta m a ñ o su fic ie n te m e n te g ran d e h ab ida cu e n ta del e sp a c io y el coste .
S e d eb e e n te n d e r que los m o do s de re a liza c ió n d ivu lg a d o s en el p re se n te d o cu m e n to son ilu s tra tivo s y no re s tr ic tivo s en to d o s los a sp e c to s . El a lca n ce de la p re se n te in ve n c ió n se d e fin e p or las re iv in d ica c io n e s .
L is ta d e s ig n o s d e re fe re n c ia
1 com p re sor, 2 vá lv u la de cua tro v ía s , 3 in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r, 4a, 4b vá lv u la de e xp a n s ió n , 5 cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de calor, 5B m ó du lo inversor, 6 in te rc a m b ia d o r de c a lo r exte rio r, 6B v e n tila d o r exte rio r, 10 c ircu ito de re frig e ran te , 11 tra ye c to ria de d e riva c ió n , 21 a 24 tu b e ría de re frig e ran te , 41 a 43 vá lv u la de e n ce n d id o y a pa ga do , 50 u n idad exte rio r, 51 u n id ad in te rio r, 100 con tro la d o r, 101, 101A, 101B a p a ra to de c ic lo de re frig e rac ión , H S 1 , LS1 s e n s o r de p res ión , SV1 p rim e ra vá lv u la de c ie rre , S V 2 s e g u n d a vá lv u la de c ie rre , TH L, TH b, T H co , TH eo , T H s te rm is to r, T H d s e n s o r de te m p e ra tu ra .

Claims (1)

  1. R E IV IN D IC A C IO N E S
    Un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n q ue com p re nd e :
    un c ircu ito de re frig e ra n te (10) a tra vé s del que c ircu la re frig e ra n te en d ire cc ió n de a va n ce o en se n tid o o p u e s to a la d ire cc ió n de a va n ce se c u e n c ia lm e n te a tra vé s de un c o m p re s o r (1), una v á lvu la de cua tro v ía s (2), un in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3), una p rim e ra v á lv u la de e xp a n s ió n (4a), un cu e rp o de a lm a c e n a m ie n to de c a lo r (5), una s e g u n d a vá lv u la de e xp a n s ió n (4b) y un in te rc a m b ia d o r de ca lo r e x te rio r (6), y la vá lv u la de cua tro v ía s (2), y de re g reso al c o m p re s o r (1),
    c o m p re n d ie n d o a d e m á s el c ircu ito de re frig e ra n te (10)
    una p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te (21) q ue se e x tie n d e d esde el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3) a tra vé s de la p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n (4a), el cue rp o de a lm a ce n a m ie n to de c a lo r (5) y la s e g u n d a vá lv u la de e xp a n s ió n (4b) h as ta el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r (6),
    una s e g u n d a tu b e ría de re frig e ra n te (22) q ue co n e c ta la vá lv u la de cu a tro v ía s (2) y el in te rca m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3),
    una te rce ra tu b e ría de re frig e ra n te (23) q ue co n e c ta la v á lvu la de cu a tro v ía s (2 ) y el in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r (6),
    una cu a rta tu b e ría de re frig e ra n te (24) que co n e c ta un pue rto de su cc ió n del co m p re so r (1 ) y la vá lv u la de cu a tro v ía s (2),
    una tra ye c to ria de d e riva c ió n (11) q ue se b ifu rca d esde una p rim e ra p o rc ió n en la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te (21) y co n d u ce a la cua rta tu b e ría de re frig e ra n te (24), co n e c ta n d o la p rim e ra p orc ión el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3) y la p rim e ra vá lv u la de e xp a n s ió n (4a),
    una p rim e ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o (41) p ro p o rc io n a d a en la tra ye c to ria de d e riva c ió n (11), en el q ue
    la vá lv u la de cu a tro v ía s (2) e stá co n fig u ra d a para
    h a ce r q ue el re frig e ra n te c ircu le en la d ire cc ió n de a va n ce en una o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to y h a ce r q ue el re frig e ra n te c ircu le en la d ire cc ió n o p u e s ta en una o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , cu a n d o la o p e ra c ió n de c a le n ta m ie n to se ca m b ia a la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , se re a liza una o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e s co n g e la c ió n de ta l m a ne ra que, m ie n tra s la p rim e ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o (41) se m a n tie n e ce rrada , un g rad o de a p e rtu ra de la p rim e ra vá lv u la de e xp an s ión (4 a ) e stá c o n fig u ra d o para a u m e n ta r para q ue se a m a yo r que el de la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , y un g ra d o de a p e rtu ra de la s e g u n d a vá lv u la de e xp a n s ió n (4b) e stá c o n fig u ra d o para re d u c irse p ara que se a m e no r q ue el de la o pe ra c ió n de ca le n ta m ie n to , y
    la p rim e ra vá lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o (41) e stá co n fig u ra d a para a b rirse en la o p e ra c ió n de d e s co n g e la c ió n c a ra c te r iz a d o p o r q u e co m p re n d e a d e m á s
    una s e g u n d a vá lv u la e n ce n d id o y a p a g a d o (42) p ro p o rc io n a d a en la s e g u n d a tu b e ría de re frig e ran te (22); y
    una te rce ra v á lvu la de e n ce n d id o y a p a g a d o (43 ) p ro p o rc io n a d a en la p rim e ra p orc ión (31) de la p rim e ra tu b e ría de re frig e ra n te (21) que co n e c ta el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3 ) y la p rim era v á lv u la de e xp a n s ió n (4a), para e s ta r u b icad a m ás ce rca del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3) que de un pun to de b ifu rcac ió n a la tra ye c to ria de d e riva c ió n (11), en el que
    cad a una de la s e g u n d a v á lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o (42) y la te rce ra v á lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o (43 ) e stá co n fig u ra d a para a b rirse d u ra n te la o pe ra c ió n de ca le n ta m ie n to y ce rra rse d u ra n te la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
    El a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n de a cu e rd o con la re iv in d ica c ió n 1, en el que
    la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e s co n g e la c ió n se in ic ia
    cu a n d o una de la p res ión del re frig e ra n te s u cc io n a d o al c o m p re s o r (1), una te m p e ra tu ra del re frig e ran te su c c io n a d o al c o m p re s o r (1) y una te m p e ra tu ra del re frig e ra n te en una sa lid a del in te rc a m b ia d o r de c a lo r e x te rio r (6) se v u e lve m e no r q ue un p rim e r v a lo r d u ra n te la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , o cu a n d o tra n s c u rre un p e río do de tie m p o p re sc rito d esde el in ic io de la o pe ra c ió n de ca le n ta m ie n to . 3 El a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n de a cu e rd o con la re iv in d ica c ió n 1, en el q ue d u ra n te la o p e ra c ió n de ca le n ta m ie n to , la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e s co n g e la c ió n se in ic ia cu a n d o la te m p e ra tu ra in te rio r a lca n za un v a lo r e s ta b le c id o que e s ta b le ce un usuario .
    4 El a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n de a cu e rd o con la re iv in d ica c ió n 1, en el que
    la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e s co n g e la c ió n f in a liza
    cu a n d o una d ife re n c ia de te m p e ra tu ra e n tre el cu e rp o de a lm a ce n a m ie n to de ca lo r (5 ) y el in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3) se v u e lve m e n o r que un p rim e r v a lo r d u ra n te la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n , o
    cu a n d o tra n s c u rre un p e río do de tie m p o p re sc rito d e sd e el in ic io de la o p e ra c ió n de p re p a ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
    5 El a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n de a cu e rd o con la re iv in d ica c ió n 1, en el q ue la o pe ra c ió n de p rep a rac ió n de d e s co n g e la c ió n co n tin ú a h asta q ue se in ic ia la o p e ra c ió n de d e sco n g e la c ió n .
    6. El a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n de a cu e rd o con la re iv in d ica c ió n 1, en el que
    la v á lvu la de cua tro v ía s (2) e stá co n fig u ra d a para co n m u ta r un e s ta d o de co m u n ica c ió n d e n tro de la vá lv u la de cua tro v ía s (2 ) e n tre un p rim e r e s ta d o y un s e g u n d o e sta do , para p e rm itir q ue ca m b ie la d ire cc ió n de c ircu la c ió n del re frig e ran te ,
    en el p rim e r estado ,
    un p ue rto de d e sca rg a del c o m p re s o r (1 ) e stá en co m u n ica c ió n con la se g u n d a tu b e ría de re frig e ra n te (22), y
    un pue rto de su cc ió n del c o m p re s o r (1) e stá en c o m u n ica c ió n con la te rce ra tu b e ría de re frig e ran te (23), y
    en el s e g u n d o estado ,
    el p ue rto de d e sca rg a del c o m p re s o r (1) e stá en co m u n ica c ió n con la te rce ra tu b e ría de re frig e ra n te (23), y
    el p ue rto de su cc ió n del c o m p re s o r (1) e stá en c o m u n ica c ió n con la s e g u n d a tu b e ría de re frig e ran te (22).
    7 Un a p a ra to de c ic lo de re frig e ra c ió n de a cu e rd o con la re iv in d ica c ió n 1, q ue co m p re n d e a de m ás:
    una p rim e ra vá lv u la de c ie rre (S V 1 ) p ro p o rc io n a d a en la s e g u n d a tu b e ría de re frig e ra n te (22); y una s e g u n d a v á lvu la de c ie rre (S V 2 ) p ro p o rc io n a d a en la p rim e ra p orc ión (31) de la p rim e ra tu b e ría de re fr ig e ra n te (21), en el que
    la p rim e ra v á lvu la de c ie rre (S V 1 ) e stá u b ica d a ce rca del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3 ) con re spe cto a la se g u n d a v á lvu la de e n ce n d id o y a p a g a d o (42), y
    la s e g u n d a vá lv u la de c ie rre (S V 2 ) e s tá u b ica d a ce rca del in te rc a m b ia d o r de c a lo r in te rio r (3 ) con re sp e c to a la te rce ra v á lv u la de e n ce n d id o y a p a g a d o (43).
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