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ES2634625T3 - Aparato de refrigeración - Google Patents

Aparato de refrigeración Download PDF

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ES2634625T3
ES2634625T3 ES09715074.2T ES09715074T ES2634625T3 ES 2634625 T3 ES2634625 T3 ES 2634625T3 ES 09715074 T ES09715074 T ES 09715074T ES 2634625 T3 ES2634625 T3 ES 2634625T3
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heat exchanger
hot water
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Michio Moriwaki
Hideki Hara
Shuji Furui
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Abstract

Aparato de refrigeración, que comprende: (i) un circuito (11) de refrigerante adecuado para realizar un ciclo de refrigeración haciendo circular refrigerante, en el que - un compresor (12), - un intercambiador (13) de calor del lado de fuente de calor, - un mecanismo (15) de expansión, y - un intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento están conectados entre sí; (ii) en el circuito (11) de refrigerante, una mezcla refrigerante del 77-79% en peso de HFO-1234yf y el 23- 21% en peso de HFC-32; y (iii) una carcasa (10a) en la que se aloja el conjunto del circuito de refrigerante

Description

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DESCRIPCION
Aparato de refrigeracion Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un aparato de refrigeracion que incluye un circuito de refrigerante en el que se realiza un ciclo de refrigeracion.
Tecnica anterior
Habitualmente, un aparato de refrigeracion que incluye un circuito de refrigerante en el que se realiza un ciclo de refrigeracion se ha aplicado ampliamente a acondicionadores de aire, sistemas de suministro de agua caliente, etc.
El documento JP-A-04-110388 divulga un aparato de refrigeracion de este tipo. El aparato de refrigeracion incluye un circuito de refrigerante que es un circuito cerrado llenado con el refrigerante. Un compresor, un condensador, una valvula de expansion y un evaporador estan conectados al circuito de refrigerante. Cuando se hace funcionar el compresor, el refrigerante comprimido en el compresor se condensa liberando calor al aire en el condensador. La presion del refrigerante condensado en el condensador se reduce mediante la valvula de expansion, y entonces tal refrigerante se evapora en el evaporador. El refrigerante evaporado se aspira al interior del compresor para comprimirse de nuevo.
En el circuito de refrigerante del documento JP-A-04-11 0388, se usa el refrigerante, que se representa por la formula molecular CaHmFn (observese que “m” y “n” son numeros enteros iguales a o mayores que 1 e iguales a o menores que 5, y se satisface una relacion representada por una expresion m + n = 6); y que tiene un unico enlace doble en la estructura molecular. El refrigerante tiene propiedades excelentes como refrigerante del ciclo de refrigeracion y se ha mejorado un coeficiente de rendimiento (COP) del aparato de refrigeracion. Ademas, se sabe que el refrigerante no contiene atomos de cloro, atomos de bromo, etc., y no contribuye a la destruccion de la capa de ozono. Ademas, el documento JP-A-04- 11 0388 divulga una mezcla refrigerante (mezcla refrigerante zeotropica) del refrigerante que se representa por la formula molecular descrita anteriormente, y que tiene un unico enlace doble en la estructura molecular, y otro refrigerante (R-22, R-32, etc.).
El documento WO 2006/094303 se refiere a composiciones para su uso en sistemas de refrigeracion, de acondicionamiento de aire y de bomba de calor en los que la composicion comprende una fluoroolefina y al menos otro componente, que incluye, de entre muchas alternativas, tambien composiciones que son mezclas de 2,3,3,3- tetrafluoropropeno (HFO-1234yf) y el 23-21% en peso de difluorometano (HFC-32). Las composiciones se describen para ser utiles en procesos para producir enfriamiento o calor, asf como para fluidos de transferencia de calor, agentes para la fabricacion de espumas, propulsores de aerosol, y agentes de extincion de incendios y de contencion de incendios.
El documento WO 2006/069362 describe composiciones que comprenden al menos un compuesto de yodocarbono como refrigerante y preferiblemente al menos un agente de estabilizacion que comprende un compuesto basado en dienos. Estas composiciones pueden incluir correfrigerantes que incluyen, de entre una amplia variedad de alternativas, HFO-1234yf o HFC-32. Estas composiciones se describen como generalmente utiles como refrigerantes para calentar y enfriar, como agentes espumantes, como propulsores de aerosol, como composicion de disolvente, y como agentes de extincion de incendios y de contencion de incendios.
Sumario de la invencion
Problema tecnico
Tal como se describio anteriormente, el refrigerante divulgado en el documento JP- A -04-110388 tiene propiedades que incluyen el COP teorico relativamente alto y bajo potencial de calentamiento global (PCG).
Por tanto, el refrigerante se usa en el ciclo de refrigeracion, proporcionando de ese modo un aparato de refrigeracion respetuoso con el medio ambiente con alta eficiencia de funcionamiento. Sin embargo, el refrigerante se denomina “refrigerante de baja presion” con un punto de ebullicion relativamente alto, y tiene propiedades que tienden a aumentar la influencia de una perdida de presion de refrigerante en una tubena de refrigerante. Por tanto, usando el refrigerante, la alimentacion etc. del compresor aumenta debido a la influencia de la perdida de presion en la tubena de refrigerante, y por tanto existe una posibilidad de que una eficiencia de funcionamiento real se deteriore en su lugar. En particular, si una tubena de refrigerante entre el compresor y otro intercambiador de calor es relativamente larga, la influencia de la perdida de presion se aumenta considerablemente, degradando de ese modo ademas la eficiencia de funcionamiento.
La presente invencion se ha realizado en vista de lo anterior y es un objeto de la presente invencion proporcionar un aparato de refrigeracion con alta eficiencia de funcionamiento.
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Solucion al problema
Segun la presente invencion se proporciona un aparato de refrigeracion, que comprende:
(i) un circuito (11) de refrigerante adecuado para realizar un ciclo de refrigeracion haciendo circular refrigerante, en el que
- un compresor (12),
- un intercambiador (13) de calor del lado de fuente de calor,
- un mecanismo (15) de expansion, y
- un intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento estan conectados entre sf;
(ii) en el circuito (11) de refrigerante, una mezcla refrigerante del 77-79% en peso de 2,3,3,3-tetrafluoro-1-
propeno (HFO-1234yf) y el 23-21% en peso de difluorometano (HFC-32); y
(iii) una carcasa (10a) en la que se aloja el conjunto del circuito de refrigerante.
En el circuito (11) de refrigerante el refrigerante tiene un COP teorico relativamente alto, y por tanto un ciclo de refrigeracion con un COP alto puede realizarse en el circuito (11) de refrigerante de la presente invencion. Ademas, el refrigerante tiene propiedades que incluyen potencial de calentamiento global relativamente mas bajo (PCG) en comparacion con el de R410A que es el refrigerante usado principalmente en la actualidad, proporcionando de ese modo un aparato de refrigeracion respetuoso con el medio ambiente. Por otra parte, el refrigerante se denomina “refrigerante de baja presion”, y por tanto es susceptible a la influencia de una perdida de presion en una tubena de refrigerante del circuito (11) de refrigerante.
En la presente invencion, el conjunto del circuito (11) de refrigerante se aloja en la carcasa (10a). Esto acorta la longitud de la tubena de refrigerante desde el compresor (12) hasta otro intercambiador de calor (el intercambiador
(13) del lado de fuente de calor o el intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento) en la carcasa (10a). Por consiguiente, la influencia de la perdida de presion en el circuito (11) de refrigerante puede minimizarse, maximizando de ese modo una eficiencia de funcionamiento real en el ciclo de refrigeracion.
En una realizacion de la invencion el aparato de refrigeracion incluye ademas un circuito (20, 30, 51) de medio de calor que esta conectado al circuito (11) de refrigerante a traves del intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento, y que suministra un medio de calor que intercambia calor con el refrigerante en el intercambiador
(14) de calor del lado de aprovechamiento, hasta un objetivo (3, 4, 5, 6) de aprovechamiento de calor predeterminado.
En otra realizacion de la invencion, el circuito (11) de refrigerante esta conectado al circuito (20, 30, 51) de medio de calor a traves del intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento. En el circuito (11) de refrigerante, el ciclo de refrigeracion se realiza haciendo circular el refrigerante. Por consiguiente, en el intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento, el refrigerante libera calor al medio de calor del circuito (20, 30, 51) de medio de calor, o absorbe calor desde el medio de calor del circuito (20, 30, 51) de medio de calor. Es decir, en el intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento, se intercambia calor entre el refrigerante del circuito (11) de refrigerante y el medio de calor del circuito (20, 30, 51) de medio de calor. El medio de calor enfriado o calentado en el intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento se suministra al objetivo (3, 4, 5, 6) de aprovechamiento de calor predeterminado.
Tal como se describio anteriormente, en la presente invencion, el circuito (11) de refrigerante se proporciona de manera independiente del circuito (20, 30, 51) de medio de calor, y el medio de calor del circuito (20, 30, 51) de medio de calor se envfa al objetivo (3, 4, 5, 6) de aprovechamiento de calor predeterminado. Por tanto, la longitud de la tubena del circuito (11) de refrigerante puede acortarse controlando la temperatura del objetivo (3, 4, 5, 6) de aprovechamiento de calor predeterminado. Por consiguiente, la influencia de la perdida de presion en el circuito (11) de refrigerante puede minimizarse, mejorando de ese modo ademas la eficiencia de funcionamiento real en el ciclo de refrigeracion.
En una realizacion adicional de la invencion el aparato de refrigeracion el intercambiador (14) de calor sirve como intercambiador (14) de calor de calentamiento para calentar el medio de calor del circuito (20, 30, 51) de medio de calor mediante el refrigerante del circuito (11) de refrigerante.
En el intercambiador (14) de calor de esta realizacion, el medio de calor del circuito (20, 30, 51) de medio de calor se
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calienta mediante el refrigerante del circuito (11) de refrigerante. El medio de calor calentado se suministra al objetivo (3, 4, 5, 6) de aprovechamiento de calor predeterminado, y se usa entonces para calentar el objetivo (3, 4, 5, 6) de aprovechamiento de calor.
Realizaciones adicionales de la invencion son tal como se define en las reivindicaciones dependientes adjuntas y/o en la siguiente descripcion detallada.
Ventajas de la invencion
En la presente invencion, una mezcla refrigerante del 77-79% en peso de 2,3,3,3- tetrafluoro-1-propeno (HFO- 1234yf) y el 23-21% en peso de difluorometano (HFC-32) se usa como el refrigerante del circuito (11) de refrigerante. El refrigerante tiene el COP teorico relativamente alto, y por tanto aumenta el COP teorico del circuito (11) de refrigerante. Por tanto, puede mejorarse la conservacion de energfa del aparato de refrigeracion. Ademas, el refrigerante tiene las propiedades que incluyen el potencial de calentamiento global relativamente mas bajo (PCG) en comparacion con el de R410A que es el refrigerante usado principalmente en la actualidad, proporcionando de ese modo un aparato de refrigeracion respetuoso con el medio ambiente.
Ademas, en la presente invencion, el conjunto del circuito (11) de refrigerante se aloja en la carcasa (10a). Esto acorta la longitud de la tubena de refrigerante del circuito (11) de refrigerante, minimizando de ese modo la influencia de la perdida de presion. Por consiguiente, en el aparato de refrigeracion de la presente invencion, la eficiencia de funcionamiento real puede potenciarse, mejorando de ese modo ademas la conservacion de energfa del aparato de refrigeracion.
En una realizacion, el circuito (11) de refrigerante se proporciona de manera independiente del circuito (20, 30, 51) de medio de calor, acortando de ese modo ademas la longitud de la tubena del circuito (11) de refrigerante. Por consiguiente, la influencia de la perdida de presion puede minimizarse ademas, potenciando de ese modo ademas la eficiencia de funcionamiento real. Ademas, la longitud de la tubena del circuito (11) de refrigerante se acorta, reduciendo de ese modo el tamano de la carcasa (10a) en que se aloja el circuito (11) de refrigerante.
Segun otras realizaciones, el aparato de refrigeracion con el COP alto puede calentar el objetivo de aprovechamiento de calor predeterminado (los generadores (3, 4) de agua caliente o el calentador (5) de suelo), o puede enfriar el objetivo de aprovechamiento de calor predeterminado (el refrigerador (6)). Ademas, en una realizacion el agua, que es el medio de calor, circula en el circuito (20, 30, 51) de medio de calor, proporcionando de ese modo el circuito (20, 30, 51) de medio de calor de coste relativamente bajo.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de configuracion esquematico de un aparato de refrigeracion de una
La figura 2 es un diagrama de configuracion esquematico de un aparato de refrigeracion de una
La figura 3 es un diagrama de configuracion esquematico de un aparato de refrigeracion de una
Descripcion de los numeros de referencia
3 Grifo (objetivo de aprovechamiento de calor, generador de agua caliente)
4 Banera (objetivo de aprovechamiento de calor, generador de agua caliente)
5 Calentador de suelo (objetivo de aprovechamiento de calor)
6 Unidad de acondicionamiento de aire (objetivo de aprovechamiento de calor, refrigerador)
10 Sistema de suministro de agua caliente (aparato de refrigeracion)
10a Carcasa
11 Circuito de refrigerante
12 Compresor
13 Intercambiador de calor de aire (intercambiador de calor del lado de fuente de calor)
14 Intercambiador de calor de agua (intercambiador de calor del lado de aprovechamiento, intercambiador de calor de agua)
primera realizacion. segunda realizacion. tercera realizacion.
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15 Valvula de expansion (mecanismo de expansion)
20 Circuito de circulacion (circuito de medio de calor)
30 Circuito de aprovechamiento de agua caliente (circuito de medio de calor)
51 Circuito del lado de acondicionamiento de aire (circuito de medio de calor)
Descripcion de realizaciones
Se describiran realizaciones de la presente invencion en detalle a continuacion en el presente documento con referencia a los dibujos.
<<Primera realizacion>>
En una primera realizacion, un aparato de refrigeracion de la presente invencion sirve como sistema (10) de suministro de agua caliente en el que los generadores de agua caliente tales como un grifo (3) y una banera (4) son objetivos de aprovechamiento de calor. Tal como se ilustra en la figura 1, el sistema (10) de suministro de agua caliente incluye un circuito (11) de refrigerante; un circuito (20) de circulacion; y un circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente. El circuito (11) de refrigerante esta conectado al circuito (20) de circulacion a traves de un intercambiador (14) de calor de agua. El circuito (20) de circulacion esta conectado al circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente a traves de un tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. El circuito (20) de circulacion y el circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente sirven como circuito de medio de calor para suministrar agua caliente a los objetivos (3, 4) de aprovechamiento de calor como medio de calor.
El circuito (11) de refrigerante es un circuito cerrado en el que un ciclo de refrigeracion se realiza haciendo circular refrigerante. El circuito (11) de refrigerante incluye un compresor (12); un intercambiador (13) de calor de aire; el intercambiador (14) de calor de agua; y una valvula (15) de expansion. El intercambiador (13) de calor de aire esta conectado a un lado de succion del compresor (12), y el intercambiador (14) de calor de agua esta conectado a un lado de descarga del compresor (12). La valvula (15) de expansion esta conectada entre el intercambiador (13) de calor de aire y el intercambiador (14) de calor de agua.
El compresor (12) es un compresor inversor con capacidad de funcionamiento variable. El intercambiador (13) de calor de aire es un intercambiador de calor de tipo de aletas y tubos de tipo de aleta transversal, y sirve como intercambiador de calor del lado de fuente de calor. Un ventilador (16) de exterior se proporciona cerca del intercambiador (13) de calor de aire. La valvula (15) de expansion es una valvula de expansion electrica con apertura variable, y sirve como mecanismo de expansion.
El intercambiador (14) de calor de agua es un intercambiador de calor de tipo de aletas y placas, y sirve como intercambiador de calor del lado de aprovechamiento. El intercambiador (14) de calor de agua incluye una primera trayectoria (14a) de flujo y una segunda trayectoria (14b) de flujo. La primera trayectoria (14a) de flujo esta conectada al circuito (11) de refrigerante, y la segunda trayectoria (14b) de flujo esta conectada al circuito (20) de circulacion. Es decir, el circuito (20) de circulacion esta conectado al circuito (11) de refrigerante a traves del intercambiador (14) de calor de agua. En el intercambiador (14) de calor de agua, se intercambia calor entre el refrigerante que fluye en la primera trayectoria (14a) de flujo y el agua (medio de calor) que fluye en la segunda trayectoria (14b) de flujo. Es decir, el intercambiador (14) de calor de agua sirve como intercambiador de calor de calentamiento para calentar el agua del circuito (20) de circulacion mediante el refrigerante del circuito (11) de refrigerante.
Una bomba (21) de circulacion se proporciona en el circuito (20) de circulacion. La bomba (21) de circulacion sirve como mecanismo de bombeo para transferir y hacer circular agua en el circuito (20) de circulacion. Ademas, el tanque (25) de almacenamiento de agua caliente esta conectado al circuito (20) de circulacion. El tanque (25) de almacenamiento de agua caliente es un contenedor hermetico cilmdrico alargado. Un orificio (26) de suministro de agua, un orificio (27) de salida de agua caliente, un orificio (28) de descarga de agua, y un orificio (29) de entrada de agua caliente estan formadas en el tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. El orificio (26) de suministro de agua y el orificio (28) de descarga de agua estan formados en una seccion inferior del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. El orificio (27) de salida de agua caliente esta formado en una seccion superior del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. El orificio (29) de entrada de agua caliente esta formado en una seccion mas cercana a una parte superior de una pared lateral del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. Un extremo del circuito (20) de circulacion esta conectado al orificio (29) de entrada de agua caliente del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente, y el otro extremo esta conectado al orificio (28) de descarga de agua del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. Es decir, en el circuito (20) de circulacion, el agua (agua caliente) calentada en el intercambiador (14) de calor de agua fluye al interior del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente a traves del orificio (29) de entrada de agua caliente, y el agua en la seccion inferior del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente se aspira al interior de la bomba (21) de circulacion a traves del orificio (28) de descarga de agua.
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Una trayectoria (31) de suministro de agua y una trayectoria (32) de suministro de agua caliente estan formadas en el circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente. Un lado aguas arriba de la trayectoria (31) de suministro de agua esta conectado a fuentes de suministro de agua tal como agua del grifo. Un extremo de salida de flujo de la trayectoria (31) de suministro de agua esta conectado al orificio (26) de suministro de agua del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. Un extremo de entrada de flujo de la trayectoria (32) de suministro de agua caliente esta conectado al orificio (27) de salida de agua caliente del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. Un lado de salida de flujo de la trayectoria (32) de suministro de agua caliente se bifurca en dos trayectorias, y tales trayectorias bifurcadas estan conectados a una trayectoria (33) de flujo del lado de grifo y una trayectoria (34) de flujo del lado de banera. Un extremo de salida de flujo de la trayectoria (33) de flujo del lado de grifo esta conectado al grifo (3), y un extremo de salida de flujo de la trayectoria (34) de flujo del lado de banera se abre al interior de la banera (4).
Una primera trayectoria (35) de derivacion y una segunda trayectoria (36) de derivacion estan formadas en el circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente. Los extremos de entrada de flujo de la primera trayectoria (35) de derivacion y la segunda trayectoria (36) de derivacion estan conectados a la trayectoria (31) de suministro de agua. Un extremo de salida de flujo de la primera trayectoria (35) de derivacion esta conectado a la trayectoria (33) de flujo del lado de grifo a traves de una primera valvula (37) de mezcla, y un extremo de salida de flujo de la segunda trayectoria (36) de derivacion esta conectado a la trayectoria (34) de flujo del lado de banera a traves de una segunda valvula (38) de mezcla.
En el aparato (10) de refrigeracion, el conjunto del circuito (11) de refrigerante se aloja en una carcasa (10a) de una unidad de fuente de calor. Ademas, en el aparato (10) de refrigeracion, el conjunto del circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente, el tanque (25) de almacenamiento de agua caliente, la bomba (21) de circulacion, etc. se alojan en una carcasa (10b) de una unidad de suministro de agua caliente.
Funcionamiento
Cuando se hace funcionar el sistema (10) de suministro de agua caliente, el compresor (12) y la bomba (21) de circulacion estan en funcionamiento. Por consiguiente, en el circuito (11) de refrigerante, un ciclo de refrigeracion de compresion de vapor se realiza haciendo circular refrigerante.
En el circuito (11) de refrigerante, el refrigerante comprimido en el compresor (12) fluye en la primera trayectoria (14a) de flujo del intercambiador (14) de calor de agua. En el intercambiador (14) de calor de agua, el refrigerante se enfna y condensa por el agua del circuito (20) de circulacion. La presion del refrigerante condensado en el intercambiador (14) de calor de agua se reduce mediante la valvula (15) de expansion, y entonces tal refrigerante fluye al interior del intercambiador (13) de calor de aire. En el intercambiador (13) de calor de aire, el refrigerante se evapora absorbiendo calor del aire de exterior. El refrigerante evaporado en el intercambiador (13) de calor de aire se aspira al interior del compresor (12) para comprimirse de nuevo. Tal como se describio anteriormente, en el circuito (11) de refrigerante, un ciclo de refrigeracion se realiza, en el que el intercambiador (14) de calor de agua sirve como condensador (radiador), y el intercambiador (13) de calor de aire sirve como evaporador.
Por otra parte, en el circuito (20) de circulacion, el agua transferida por la bomba (21) de circulacion fluye en la segunda trayectoria (14b) de flujo del intercambiador (14) de calor de agua. En el intercambiador (14) de calor de agua, el agua que fluye en la segunda trayectoria (14b) de flujo se calienta mediante el refrigerante que fluye en la primera trayectoria (14a) de flujo. El tanque (25) de almacenamiento de agua caliente se rellena con el agua (agua caliente) calentada en el intercambiador (14) de calor de agua. Esto genera agua caliente en el tanque (25) de almacenamiento de agua caliente. El agua caliente en el tanque (25) de almacenamiento de agua caliente se suministra al grifo (3) y a la banera (4) a traves del circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente.
Ventajas de la primera realizacion
En la presente realizacion, como el refrigerante del circuito (11) de refrigerante, se usa el refrigerante que contiene el HFO-1234yf. El HFO-1234yf tiene propiedades que incluyen un COP teorico relativamente alto. Por tanto, se usa el refrigerante de este tipo como el refrigerante de componente unico, realizando de ese modo un ciclo de refrigeracion con excelente eficiencia de funcionamiento. Por consiguiente, puede mejorarse una eficiencia de funcionamiento del sistema (10) de suministro de agua caliente. Ademas, el HFO-1234yf tiene propiedades que incluyen un potencial de calentamiento global relativamente mas bajo (PCG) en comparacion con el de R410A que es el refrigerante usado principalmente en la actualidad, proporcionando de ese modo un aparato de refrigeracion respetuoso con el medio ambiente.
Por otra parte, el HFO-1234yf tiene un punto de ebullicion relativamente alto, y sirve como el denominado “refrigerante de baja presion”. Por tanto dando como resultado un aumento de la alimentacion etc. del compresor (12) debido a la influencia de una perdida de presion de refrigerante. Por consiguiente, existe una posibilidad de que una eficiencia de funcionamiento real se deteriore en su lugar. Sin embargo, en la primera realizacion, el conjunto del circuito (11) de refrigerante se aloja en la carcasa (10a). Esto acorta la longitud de la tubena del circuito (11) de
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refrigerante. Ademas, en la primera realizacion, el circuito (20) de circulacion y el circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente se proporcionan de manera independiente del circuito (11) de refrigerante para suministrar agua calentada en el intercambiador (14) de calor de agua a los objetivos de aprovechamiento de calor (el grifo (3) y la banera (4)). Por tanto, la longitud de la tubena de refrigerante del circuito (1l) de refrigerante puede ser un requisito mmimo. Por consiguiente, en la primera realizacion, la influencia de la perdida de presion de refrigerante en el circuito (11) de refrigerante puede minimizarse, impidiendo de ese modo la degradacion de la eficiencia de funcionamiento real debido a la influencia de la perdida de presion en el circuito (11) de refrigerante.
<<Segunda realizacion>>
En la segunda realizacion, el aparato de refrigeracion de la presente invencion sirve como sistema (40) de calentamiento de suelo en el que un calentador (5) de suelo es un objetivo de aprovechamiento de calor.
Tal como se ilustra en la figura 2, el sistema (40) de calentamiento de suelo incluye un circuito (11) de refrigerante y un circuito (20) de circulacion que son similares a los de la primera realizacion. Ademas, el sistema (40) de calentamiento de suelo incluye un circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente que es un circuito cerrado en el que circula agua caliente, y el circuito (20) de circulacion y el circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente sirven como circuito de medio de calor.
En la segunda realizacion, el circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente incluye el calentador (5) de suelo y una bomba (41) de circulacion. La bomba (41) de circulacion se proporciona en un lado aguas arriba del calentador (5) de suelo. Ademas, el calentador (5) de suelo esta instalado debajo del suelo de una sala, y calienta el suelo mediante agua caliente. Ademas, el conjunto del circuito (11) de refrigerante se aloja en una carcasa (10a) de una unidad de fuente de calor.
En la segunda realizacion, en el circuito (20) de circulacion y el circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente, se usa agua como medio de calor.
Funcionamiento
Cuando se hace funcionar el sistema (40) de calentamiento de suelo de la segunda realizacion, un compresor (12), y dos bombas (21, 41) de circulacion estan en funcionamiento. En el circuito (11) de refrigerante, se realiza un ciclo de refrigeracion similar al de la primera realizacion. En el circuito (20) de circulacion, un tanque (25) de almacenamiento de agua caliente se rellena con agua calentada en un intercambiador (14) de calor de agua segun sea necesario. El agua caliente extrafda del tanque (25) de almacenamiento de agua caliente al interior del circuito (30) de aprovechamiento de agua caliente fluye en una seccion (5a) de intercambio de calor del calentador (5) de suelo. En la seccion (5a) de intercambio de calor, el calor del agua caliente se libera a una superficie de suelo. Por consiguiente, la superficie de suelo se calienta para calentar la sala.
Ventajas de la segunda realizacion
En la segunda realizacion, se usa el refrigerante que contiene el HFO-1234yf como el refrigerante del circuito (11) de refrigerante, proporcionando de ese modo el sistema (40) de calentamiento de suelo con un COP alto. Ademas, el conjunto del circuito (11) de refrigerante se aloja en la carcasa (10a), y el circuito (11) de refrigerante esta separado de los circuitos (20, 30) de medio de calor, permitiendo de ese modo el requisito de longitud minima de la tubena del circuito (11) de refrigerante. Por tanto, en la segunda realizacion, la influencia de la perdida de presion en la tubena de refrigerante tambien puede minimizarse, mejorando de ese modo una eficiencia de funcionamiento real del sistema (40) de calentamiento de suelo.
<<Tercera realizacion>>
En la tercera realizacion, el aparato de refrigeracion de la presente invencion sirve como el denominado sistema (50) de acondicionamiento de aire de “tipo de bomba de calor/enfriador” en el que una pluralidad de unidades (6) de acondicionamiento de aire son objetivos de aprovechamiento de calor.
Tal como se ilustra en la figura 3, un circuito (11) de refrigerante de la tercera realizacion incluye una valvula (17) de conmutacion de cuatro vfas. La valvula (17) de conmutacion de cuatro vfas tiene orificios de primero a cuarto. El primer orificio esta conectado a un lado de descarga de un compresor (12); el segundo orificio esta conectado a un lado de succion del compresor (12); el tercer orificio esta conectado a un extremo de un intercambiador (13) de calor de aire; y el cuarto orificio esta conectado a un extremo de un intercambiador (14) de calor de agua. La valvula (17) de conmutacion de cuatro vfas puede conmutarse entre un estado en el que el primer orificio se comunica con el cuarto orificio con el segundo orificio que comunica con el tercer orificio (estado indicado por una lmea continua en la figura 3), y un estado en el que el primer orificio se comunica con el tercer orificio con el segundo orificio que comunica con el cuarto orificio (estado indicado por una lmea discontinua en la figura 3).
El sistema (50) de acondicionamiento de aire incluye un circuito (51) del lado de acondicionamiento de aire. El circuito (51) del lado de acondicionamiento de aire esta conectado a una segunda trayectoria (14b) de flujo del
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intercambiador (14) de calor de agua, y sirve como circuito de medio de calor. En el circuito (51) del lado de acondicionamiento de aire, la pluralidad de unidades (6) de acondicionamiento de aire estan conectadas en paralelo. Las unidades (6) de acondicionamiento de aire se instalan en un techo etc. de una sala de un edificio etc. La unidad (6) de acondicionamiento de aire sirve como unidad de ventilocolector que incluye un intercambiador de calor de interior y un ventilador de interior. Ademas, el conjunto del circuito (11) de refrigerante se aloja en una carcasa (10a) de una unidad de fuente de calor.
En la tercera realizacion, en el circuito (51) del lado de acondicionamiento de aire, se usa agua como medio de calor. Funcionamiento
En el sistema (50) de acondicionamiento de aire, cada una de las unidades (6) de acondicionamiento de aire conmuta entre una operacion de enfriamiento y una operacion de calentamiento.
En la operacion de enfriamiento, la valvula (17) de conmutacion de cuatro vfas del circuito (11) de refrigerante esta en el estado indicado por la lmea discontinua en la figura 3. Por consiguiente, en el circuito (11) de refrigerante, un ciclo de refrigeracion se realiza, en el que el intercambiador (13) de calor de aire sirve como condensador (radiador), y el intercambiador (14) de calor de agua sirve como evaporador. Es decir, en el circuito (51) del lado de acondicionamiento de aire, el agua que fluye en la segunda trayectoria (14b) de flujo del intercambiador (14) de calor de agua se enfna mediante el refrigerante que fluye en una primera trayectoria (14a) de flujo. El agua enfriada en el intercambiador (14) de calor de agua se envfa a cada una de las unidades (6) de acondicionamiento de aire. En la unidad (6) de acondicionamiento de aire, el aire de sala se enfna mediante el agua. Tal como se describio anteriormente, en la operacion de enfriamiento, el intercambiador (14) de calor de agua sirve como intercambiador de calor de enfriamiento para enfriar el agua del circuito (51) del lado de acondicionamiento de aire. Ademas, la unidad (6) de acondicionamiento de aire sirve como refrigerador para enfriar el aire de sala.
En la operacion de calentamiento, la valvula (17) de conmutacion de cuatro vfas del circuito (11) de refrigerante esta en el estado indicado por la lmea continua en la figura 3. Por consiguiente, en el circuito (11) de refrigerante, un ciclo de refrigeracion se realiza, en el que el intercambiador (14) de calor de agua sirve como condensador (radiador), y el intercambiador (13) de calor de aire sirve como evaporador. Es decir, en el circuito (51) del lado de acondicionamiento de aire, el agua que fluye en la segunda trayectoria (14b) de flujo del intercambiador (14) de calor de agua se calienta mediante el refrigerante que fluye en la primera trayectoria (14a) de flujo. El agua calentada en el intercambiador (13) de calor de aire se envfa a cada una de las unidades (6) de acondicionamiento de aire. En la unidad (6) de acondicionamiento de aire, el aire de sala se calienta mediante el agua. Tal como se describio anteriormente, en la operacion de calentamiento, el intercambiador (14) de calor de agua sirve como intercambiador de calor de calentamiento para calentar el agua del circuito (51) del lado de acondicionamiento de aire. Ademas, la unidad (6) de acondicionamiento de aire sirve como calentador para calentar el aire de sala.
Ventajas de la tercera realizacion
En la tercera realizacion, se usa el refrigerante que contiene el HFO-1234yf como refrigerante del circuito (11) de refrigerante, proporcionando de ese modo el sistema (50) de acondicionamiento de aire con un COP alto. Ademas, el conjunto del circuito (11) de refrigerante se aloja en la carcasa (10a), y el circuito (11) de refrigerante esta separado de los circuitos (20, 30, 51) de medio de calor, minimizando de ese modo la influencia de una perdida de presion en el circuito (11) de refrigerante. Por consiguiente, puede mejorarse la eficiencia de funcionamiento real del sistema (40) de calentamiento de suelo.
<<Otras realizaciones>>
Las realizaciones anteriores pueden tener las siguientes configuraciones Segun la presente invencion en la mezcla refrigerante del 77-79% en peso de HFO-1234yt y el 23-21% en peso de HFC-32 usada en el circuito (11) de refrigerante, mas preferiblemente, la proporcion del HFO-1234yf es del 78,2% en peso, y la proporcion del HFC-32 del 21,8% en peso.
El aparato de refrigeracion de la presente invencion puede aplicarse a otros sistemas distintos del sistema (10) de suministro de agua caliente, el sistema (40) de calentamiento de suelo, y el sistema (50) de acondicionamiento de aire. Espedficamente, la presente invencion puede aplicarse a, por ejemplo, un acondicionador de aire de tipo ventana en el que el conjunto de un circuito (11) de refrigerante se aloja en una carcasa; y un acondicionador de aire de tipo de trampilla en el techo o de tipo central en el que se transfiere aire fno/caliente a traves de un conducto. Ademas, la presente invencion puede aplicarse a un aparato de refrigeracion/de congelacion (en particular, un aparato de refrigeracion para enfriar un refrigerador o el interior de un contenedor para transporte mantimo etc.) en el que el conjunto de un circuito (11) de refrigerante se aloja en una carcasa. Ademas, la presente invencion puede aplicarse a un sistema de fundido de nieve para fundir nieve mediante un medio de calor, una unidad de enfriador solo para enfriar, un turborefrigerador, etc. El aire puede usarse como medio de calor en lugar del agua. En particular, para aplicaciones a baja temperatura tales como enfriadores de baja temperatura, agua mezclada con agua salada o disolucion anticongelante para bajar un punto de congelacion pueden usarse como medio de calor.
Ademas, la fuente de calor del circuito de refrigerante es aire en las realizaciones, pero una fuente de calor de este tipo puede ser una fuente de calor de agua o una fuente de calor subterranea.
Las realizaciones anteriores se han expuesto simplemente con fines de ejemplos preferidos por naturaleza, y no se 5 pretende que limiten el alcance, las aplicaciones y el uso de la invencion.
Aplicabilidad industrial
Tal como se describio anteriormente, la presente invencion es util para el aparato de refrigeracion que incluye el 10 circuito de refrigerante en el que el ciclo de refrigeracion se realiza, y que suministra calentamiento/calor fno al/a los objetivo(s) de aprovechamiento de calor predeterminado(s).

Claims (6)

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  2. 2.
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  3. 3.
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  4. 4.
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    40 6.
  6. 7.
    45
    REIVINDICACIONES
    Aparato de refrigeracion, que comprende:
    (i) un circuito (11) de refrigerante adecuado para realizar un ciclo de refrigeracion haciendo circular refrigerante, en el que
    - un compresor (12),
    - un intercambiador (13) de calor del lado de fuente de calor,
    - un mecanismo (15) de expansion, y
    - un intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento estan conectados entre sf;
    (ii) en el circuito (11) de refrigerante, una mezcla refrigerante del 77-79% en peso de HFO-1234yf y el 2321% en peso de HFC-32; y
    (iii) una carcasa (10a) en la que se aloja el conjunto del circuito de refrigerante.
    Aparato de refrigeracion segun la reivindicacion 1, que comprende ademas, conectado al circuito (11) de refrigerante a traves del intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento, un circuito (20, 51) de medio de calor para suministrar un medio de calor que intercambia calor con el refrigerante en (14) hasta un objetivo de aprovechamiento de calor predeterminado.
    Aparato de refrigeracion segun la reivindicacion 2, en el que el intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento sirve para calentar el medio de calor del circuito (20) de medio de calor mediante la mezcla refrigerante (ii).
    Aparato de refrigeracion segun la reivindicacion 3, que comprende ademas el objetivo de aprovechamiento de calor que es un generador (3, 4) de agua caliente o un calentador (5) de suelo para calentar una superficie de suelo.
    Aparato de refrigeracion segun la reivindicacion 2, en el que el intercambiador (14) de calor del lado de aprovechamiento sirve para enfriar el medio de calor del circuito (51) de medio de calor mediante la mezcla refrigerante (ii).
    Aparato de refrigeracion segun la reivindicacion 5, que comprende ademas el objetivo de aprovechamiento de calor que es un refrigerador (6) para generar calor frio.
    Aparato de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones 2-6, en el que el medio de calor en el circuito (20, 51) de medio de calor es agua.
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