ES2295945T3 - Sistema de almacenamiento de energia y de refrigeracion de alto rendimiento a base de un refrigerante. - Google Patents
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Abstract
Sistema de almacenamiento de energía y de refrigeración de alto rendimiento comprendiendo: una unidad de acondicionamiento de aire (102) que comprende un compresor (110) y un condensador (111); una unidad de almacenamiento de energía (106) que comprende un depósito aislado (140) que contiene un intercambiador de almacenamiento de calor y por lo menos parcialmente lleno con un líquido de cambio de fase, dicho intercambiador de almacenamiento de calor adicionalmente comprendiendo un colector de recuperación inferior (156) y un colector de recuperación superior (154) conectados mediante por lo menos un elemento térmicamente conductor; un intercambiador de calor de capacidad productiva (122); una unidad de gestión de refrigeración (104) conectada a dicha unidad de acondicionamiento de aire (102), a dicha unidad de almacenamiento de energía (106) y a dicho intercambiador de calor de capacidad productiva (122); caracterizado porque dicho sistema de almacenamiento de energía y de refrigeración dealto rendimiento adicionalmente comprende: un recipiente de gestión del refrigerante universal (146) dentro de dicha unidad de gestión de refrigeración (104) comprendiendo: una conexión de salida que devuelve el refrigerante a dicha unidad de acondicionamiento de aire (102); una conexión de entrada que recibe refrigerante de dicho intercambiador de calor de capacidad productiva (122), un regulador de fase mixta (132), una combinación de rectificador de aceite y recipiente de compensación del refrigerante (116) y dicho colector de recuperación superior (154) de dicho intercambiador de calor de almacenamiento (122); un primer puerto inferior que proporciona flujo bidireccional de refrigerante a un colector de recuperación inferior de dicho intercambiador de calor de almacenamiento, a dicha salida inferior que suministra líquido refrigerante para la conexión a dicho intercambiador de calor de capacidad productiva (122) y a dicha combinación de rectificador de aceite y recipiente de compensación del refrigerante (116); un segundo puerto inferior que está conectado a dicha combinación de rectificador de aceite y recipiente de compensación del refrigerante (116); y una válvula de corredera accionada por presión (118) conectada a dicho segundo puerto inferior y a dicha unidad de acondicionamiento de aire (102) para suministrar refrigerante a dicho intercambiador de calor de capacidad productiva (122).
Description
Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento a base de un refrigerante.
La presente invención se refiere globalmente a
sistemas que proporcionan energía almacenada en forma de hielo y
más específicamente a sistemas de almacenamiento de hielo utilizados
para proporcionar refrigeración, especialmente durante los picos de
demanda eléctrica.
Con las crecientes demandas en los picos de
consumo de energía, el almacenamiento de hielo es un procedimiento
benigno desde el punto de vista medioambiental que ha sido utilizado
para desplazar las capacidades productivas de energía de
acondicionamiento de aire a momentos y tarifas fuera de los picos.
Existe la necesidad no sólo de un desplazamiento de la capacidad
productiva de los períodos pico a los de fuera de pico, sino también
de incrementos en la capacidad y el rendimiento de las unidades de
acondicionamiento de aire. Las unidades de acondicionamiento de
aire actuales provistas de sistemas de almacenamiento de energía han
tenido un éxito limitado debido a diversas deficiencias incluyendo
la dependencia de enfriadores de agua, que únicamente son prácticos
en grandes edificios comerciales y se tienen dificultades en
conseguir un alto rendimiento. A fin de comercializar las ventajas
del almacenamiento de energía térmica en edificios comerciales
grandes y pequeños, los sistemas de almacenamiento de energía
térmica deben tener unos costes de fabricación y de diseño mínimos,
mantener el máximo rendimiento bajo condiciones variables de
funcionamiento, demostrar simplicidad en el diseño de la gestión
del refrigerante y mantener la flexibilidad en múltiples
aplicaciones de refrigeración o de acondicionamiento de aire.
Sistemas para proporcionar energía almacenada
han sido contemplados anteriormente en las patentes americanas US
nº 4,735,064, US nº 4,916,916 ambas a favor de Harry Fischer y en la
patente americana US nº 5,647,225 a favor de Fischer y otros. Todas
estas patentes utilizan almacenamiento de hielo para desplazar las
capacidades productivas de acondicionamiento de aire de las tarifas
eléctricas en los momentos pico a los momentos fuera de pico para
proporcionar una justificación económica y por lo tanto se
incorporan específicamente a este documento como referencia por
todo lo que exponen y enseñan.
La presente invención supera las desventajas y
las limitaciones de la técnica anterior proporcionando un sistema
de almacenamiento de energía y de refrigeración de alto rendimiento
a base de un refrigerante. Cuando está conectado a una unidad de
condensación, el sistema tiene la capacidad de almacenar capacidad
de energía durante un período de tiempo y proporcionar
refrigeración a partir de la energía almacenada durante un segundo
período de tiempo. El sistema requiere una energía mínima para
funcionar durante cada período de tiempo y únicamente una fracción
de la energía requerida para que funcione el sistema durante el
primer periodo de tiempo es requerida para que el sistema funcione
durante el segundo período de tiempo utilizando una bomba de
refrigerante opcional.
Una forma de realización de la presente
invención por lo tanto puede comprender un sistema de almacenamiento
de energía y de refrigeración de alto rendimiento comprendiendo:
una unidad de acondicionamiento de aire que comprende un compresor
y un condensador; una unidad de almacenamiento de energía que
comprende un depósito aislado que contiene un intercambiador de
almacenamiento de calor y por lo menos parcialmente lleno con un
líquido de cambio de fase, el intercambiador de almacenamiento de
calor adicionalmente comprendiendo un colector de recuperación
inferior y un colector de recuperación superior conectados mediante
por lo menos un elemento térmicamente conductor; un intercambiador
de calor de capacidad productiva; una unidad de gestión de
refrigeración conectada a la unidad de acondicionamiento de aire, a
la unidad de almacenamiento de energía y al intercambiador de calor
de capacidad productiva; un recipiente de gestión del refrigerante
universal dentro de la unidad de gestión de refrigeración
comprendiendo: una conexión de salida que devuelve el refrigerante a
la unidad de acondicionamiento de aire; una conexión de entrada que
recibe refrigerante del intercambiador de calor de capacidad
productiva, un regulador de fase mixta, una combinación de
rectificador de aceite y recipiente de compensación del
refrigerante y el colector de recuperación superior del
intercambiador de calor de almacenamiento; un primer puerto
inferior que proporciona flujo bidireccional de refrigerante a un
colector de recuperación inferior del intercambiador de calor de
almacenamiento, a la salida inferior que suministra líquido
refrigerante para la conexión al intercambiador de calor de
capacidad productiva y a la combinación de rectificador de aceite y
recipiente de compensación del refrigerante; un segundo puerto
inferior que está conectado a la combinación de rectificador de
aceite y recipiente de compensación del refrigerante a través de un
sifón de tipo P; y una válvula de corredera accionada por presión
conectada al segundo puerto inferior y a la unidad de
acondicionamiento de aire para suministrar refrigerante al
intercambiador de calor de capacidad productiva.
Una forma de realización de la presente
invención puede comprender también un procedimiento para
proporcionar refrigeración con un sistema de almacenamiento de
energía y refrigeración que comprende las etapas de: condensación
del refrigerante con una unidad de condensación para crear un primer
refrigerante condensado durante un primer período de tiempo;
suministro del primer refrigerante condensado a una combinación de
rectificador de aceite y recipiente de compensación del
refrigerante, a través de un regulador de fase mixta y a una
conexión de entrada de un recipiente de gestión del refrigerante
universal; suministro de por lo menos una parte del primer
refrigerante condensado desde el recipiente de gestión del
refrigerante universal hasta una unidad de evaporación contenida en
el interior de un depósito que está por lo menos parcialmente lleno
con un líquido de cambio de fase; expansión del primer refrigerante
condensado dentro de la unidad de evaporación para congelar una
cantidad del líquido de cambio de fase y formar hielo en el interior
del depósito durante el primer período de tiempo y producir un
primer refrigerante expandido; suministro del primer refrigerante
expandido desde la unidad de evaporación a la conexión de entrada
del recipiente de gestión del refrigerante universal; retorno de
por lo menos una parte del primer refrigerante expandido a la unidad
de condensación, circulación de un segundo refrigerante expandido
desde el recipiente de gestión del refrigerante universal y a través
de la unidad de evaporación en el interior del bloque de hielo
durante un segundo período de tiempo para condensar el segundo
refrigerante expandido y crear un segundo refrigerante condensado;
suministro del segundo refrigerante condensado al recipiente de
gestión del refrigerante universal; circulación de por lo menos una
parte del segundo refrigerante condensado desde el recipiente de
gestión del refrigerante universal hasta un intercambiador de calor
de capacidad productiva; expansión del segundo refrigerante
condensado en el interior del intercambiador de calor de capacidad
productiva para proporcionar la refrigeración durante el segundo
período de tiempo, produciendo de ese modo un segundo refrigerante
expandido adicional; y retorno del segundo refrigerante expandido
al recipiente de gestión del refrigerante universal.
Las formas de realización expuestas ofrecen la
ventaja de utilizar la energía a partir de las compañías de
suministro eléctrico durante los períodos de baja demanda, las horas
de la noche cuando estas compañías utilizan su equipo más eficaz.
Por ejemplo, generadores eléctricos de alto rendimiento, típicamente
accionados por vapor, producen un kilovatios-hora
(KWH) por aproximadamente 9,39 MJoule (8.900 BTU). Por el contrario,
en hora pico, un generador eléctrico de alta capacidad, tal como
por ejemplo una turbina de gas, puede utilizar tanto como 14,8
MJoule (14.000 BTU) para producir los mismos
kilovatios-hora de electricidad. En segundo lugar,
las líneas de transmisión también funcionan más frías durante la
noche resultando en un rendimiento mayor de la utilización de la
energía. Finalmente, para sistemas de acondicionamiento de aire y
aire enfriado, que accionan el sistema durante la noche
proporcionan un rendimiento más elevado reduciendo la temperatura de
la unidad de condensación.
El sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento a base de un refrigerante expuesto
tiene la ventaja de funcionar con un alto rendimiento
proporcionando un sistema global que desplaza la utilización de la
energía sin pérdidas totales de energía significantes y con los
rendimientos incrementados de la generación de energía fuera de los
picos y la refrigeración del refrigerante de un compresor fuera de
picos, una reducción de la red en el consumo total de energía de
una unidad de funcionamiento individual.
En los dibujos:
La figura 1 ilustra una forma de realización de
un sistema de almacenamiento de energía y de refrigeración de alto
rendimiento a base de un refrigerante en un modo utilizado para
refrigerar un fluido de proceso.
La figura 2 ilustra una forma de realización de
un sistema de almacenamiento de energía y de refrigeración de alto
rendimiento a base de un refrigerante en una configuración para el
acondicionamiento de aire con múltiples evaporadores.
La figura 3 es una tabla que ilustra el estado
de los componentes para una forma de realización de un sistema de
almacenamiento de energía y de refrigeración de alto rendimiento a
base de un refrigerante.
Mientras esta invención es susceptible de ser
realizada de muchas formas diferentes, se representan en los
dibujos y se describirán en este documento, en detalle, formas de
realización específicas de la misma con la interpretación de que la
presente exposición se tiene que considerar como un ejemplo de los
principios de la invención y no está limitada a las formas de
realización específicas descritas.
La figura 1 ilustra una forma de realización de
un sistema de almacenamiento de energía y de refrigeración de alto
rendimiento a base de un refrigerante. Las formas de realización
descritas hacen mínimos los componentes adicionales y casi no
utilizan energía más allá de aquella utilizada por la unidad de
condensación para almacenar la energía. El diseño del
almacenamiento del refrigerante frío ha sido desarrollado
técnicamente para proporcionar flexibilidad de forma que se pueda
llevar a la práctica en una variedad de aplicaciones. Las formas de
realización pueden utilizar la energía almacenada para proporcionar
agua fría en aplicaciones comerciales grandes o proporcionar
acondicionamiento de aire con refrigerante directo a múltiples
evaporadores. El diseño incorpora múltiples modos de
funcionamiento, la capacidad de añadir componentes opcionales y la
integración de controles inteligentes que permiten que la energía
sea almacenada y liberada con el máximo rendimiento. Cuando se
conecta a una unidad de condensación, el sistema almacena energía
de refrigeración durante un primer período de tiempo y utiliza la
energía almacenada durante un segundo periodo de tiempo para
proporcionar la refrigeración. Además, tanto la unidad de
condensación como el sistema de almacenamiento de refrigerante frío
pueden funcionar simultáneamente para proporcionar refrigeración
durante un tercer período de tiempo.
Como se representa en la figura 1, una forma de
realización de un sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento a base de un refrigerante se
describe con cuatro componentes principales incorporados en el
sistema. La unidad de acondicionamiento de aire 102 es una unidad de
condensación convencional que utiliza un compresor 110 y un
condensador 111 para producir refrigerante líquido a alta presión
distribuido a través de una tubería de suministro del líquido a
alta presión 112 a la unidad de gestión de refrigeración 104. La
unidad de gestión de refrigeración 104 está conectada a una unidad
de almacenamiento de energía 106 que comprende un depósito aislado
140 con serpentines de fabricación de hielo 142 y está lleno con un
líquido de cambio de fase tal como por ejemplo agua o bien otro
material eutéctico. La unidad de acondicionamiento de aire 102, la
unidad de gestión de refrigeración 104 y el conjunto de
almacenamiento de energía 106 actúan en concierto para proporcionar
una refrigeración eficaz al intercambiador de calor de capacidad
productiva 108 (conjunto de serpentín de refrigeración interior) y
llevar a cabo de ese modo las funciones de los modos de
funcionamiento principales del sistema.
Como se ilustra adicionalmente en la figura 1,
el compresor 110 produce un refrigerante líquido a alta presión
distribuido a través de la tubería de suministro del líquido a alta
presión 112 a la unidad de gestión de refrigeración 104. La tubería
de suministro de líquido a alta presión 112 está dividida y alimenta
un rectificador de aceite y recipiente de compensación 116 y una
válvula de corredera accionada por presión 118. El rectificador de
aceite y recipiente de compensación del refrigerante 116 es
utilizado para concentrar el aceite en el refrigerante a baja
presión y devolverlo al compresor 110 a través del retorno de
succión seca 114. Sin el rectificador de aceite y recipiente de
compensación de refrigerante 116, algo de aceite quedaría en el
recipiente acumulador, causando por último el agarrotamiento del
compresor 110 debido a la falta de aceite y los intercambiadores de
calor se hagan menos eficaces debido a las incrustaciones. El vapor
se eleva hacia la parte superior del rectificador de aceite y
recipiente de compensación del refrigerante 116 y un capilar de
ventilación fuera 128, para ser introducido de nuevo en el retorno
de succión húmeda 124. Esto se hace para fomentar el flujo de vapor
fuera del intercambiador de calor en el interior del rectificador de
aceite y recipiente de compensación del refrigerante 116 y en la
dirección preferida. La longitud del capilar de ventilación 128 o de
un dispositivo de purga regulada similar se utiliza para controlar
la presión en el rectificador de aceite y recipiente de
compensación del refrigerante 116 y por lo tanto la velocidad de la
corriente ascendente y el volumen de refrigerante en el sistema. La
válvula de corredera accionada por presión 118 también permite un
suministro secundario de refrigerante líquido a alta presión que
puede ser derivado del resto del sistema de gestión del refrigerante
104 y suministra refrigerante líquido a una bomba de refrigerante
líquido 120 y directamente a la unidad de capacidad productiva
108.
Cuando está activada, una bomba de refrigerante
líquido 120 suministra los serpentines del evaporador del
intercambiador de calor de capacidad productiva 122 dentro de la
parte de capacidad productiva 108 del sistema de almacenamiento de
energía y refrigeración con líquido refrigerante. El refrigerante a
baja presión vuelve desde los serpentines del evaporador del
intercambiador de calor de capacidad productiva 122 a través del
retorno de succión húmeda 124 hasta un acumulador o recipiente de
gestión del refrigerante universal (URMV - Universal Refrigerant
Management Vessel) 146 y al intercambiador de calor interno
compuesto por serpentines de congelación/descarga de hielo 142. El
vapor a baja presión sale de la parte superior del URMV 146 y vuelve
a la unidad de acondicionamiento de aire 102 a través del retorno
de succión seca 114 junto con el refrigerante enriquecido con
aceite destilado que fluye fuera de la parte inferior del
rectificador de aceite y recipiente de compensación del
refrigerante 116 a través de un capilar de retorno de aceite 148. El
capilar de retorno de aceite 148 controla la velocidad a la cual el
aceite es introducido de nuevo dentro del sistema. El refrigerante
líquido enriquecido con aceite pasa a través de un sifón de tipo P
150, el cual elimina (bloquea) una trayectoria no deseada para el
refrigerante si se vaciara el rectificador de aceite y recipiente de
compensación del refrigerante 116.
Adicionalmente, el retorno de succión húmeda 124
se conecta con un bifurcador 130 antes del URMV 146. El bifurcador
suministra refrigerante a baja presión desde el regulador de fase
mixta 132 (TRVT). El regulador de fase mixta 132 calibra el flujo
de refrigerante en el interior del sistema incorporando una válvula
(orificio) que se abre para liberar refrigerante de fase mixta,
sólo cuando existe suficiente cantidad de líquido creado en el
condensador 111. De este modo, el compresor 110 que acciona el
sistema únicamente necesita funcionar para alimentar refrigerante a
alta presión, que se puede acoplar a la capacidad productiva de
refrigeración. Este regulador de fase mixta 132 evita que el vapor
purgue dentro del lado de baja presión (parte de capacidad
productiva de calor) del sistema y virtualmente elimina la
alimentación de vapor al URMV 146 desde el compresor 110, mientras
también baja la presión requerida desde la presión del condensador a
la presión de saturación del evaporador. Esto resulta en un mayor
rendimiento global del sistema mientras se simplifican las
características de sobrealimentación de líquido de la unidad de
gestión del refrigerante.
El depósito aislado 140 contiene serpentines de
propósito dual de congelación/descarga de hielo 142 (nominalmente
serpentines helicoidales diseñados geométricamente), dispuestos para
la circulación y el drenaje por gravedad del refrigerante líquido y
están conectados a un conjunto de colector de recuperación superior
154 en la parte superior y a un conjunto de colector de
recuperación inferior 156 en la parte inferior. El conjunto de
recuperación superior 154 se extiende hacia fuera a través del
depósito aislado 140 hasta la unidad de gestión de refrigeración
104. Cuando el refrigerante fluye a través de los serpentines de
congelación/descarga de hielo 142 y los conjuntos de colectores de
recuperación 154 y 156, los serpentines actúan como un evaporador y
el fluido 152 se solidifica en el depósito aislado 140 durante un
período de tiempo. Los serpentines de congelación/descarga de hielo
142 y los conjuntos de colectores de recuperación 154 y 156 están
conectados al lado de baja presión del circuito de refrigerante y
están dispuestos para una circulación y un drenaje de líquido
refrigerante por gravedad o por bombeo. Durante un segundo periodo
de tiempo, refrigerante en fase vapor caliente circula a través de
los serpentines de congelación/descarga de hielo 142 y los conjuntos
de colectores de recuperación 154 y 156 y funde el hielo 152
proporcionando una función de condensación del refrigerante.
El dispositivo central en el interior de la
unidad de gestión de refrigerante 104 es un recipiente acumulador
denominado el recipiente de gestión del refrigerante universal o
URMV 146. El URMV 146 está en el lado de baja presión del circuito
de refrigerante y lleva a cabo diversas funciones. El URMV 146
separa el refrigerante líquido del vapor durante el periodo de
almacenamiento de la energía del refrigerante y durante el período
de refrigeración. El URMV 146 proporciona una columna de líquido
refrigerante durante el período de almacenamiento de la energía del
refrigerante que mantiene la circulación por gravedad a través de
los serpentines de congelación/descarga de hielo 142 en el interior
del depósito aislado 140. El URMV 146 también es un recipiente de
separación del vapor y proporciona el almacenamiento del
refrigerante. El retorno de succión seca 114 al compresor 110 de la
unidad de acondicionamiento de aire 102 durante el período de tiempo
de almacenamiento de energía está provisto de una salida en la
parte superior del recipiente URMV 140. El retorno de succión seca
114 está colocado de tal forma que evita que el líquido
refrigerante sea devuelto al compresor. Un retorno de succión húmeda
124 está provisto a través de una entrada en la parte superior del
URMV 146 para la conexión a un evaporador (intercambiador de calor
de capacidad productiva 122) durante el período de tiempo en el que
el sistema de almacenamiento de energía del refrigerante
proporciona refrigera-
ción.
ción.
El primer período de tiempo es el período de
tiempo de almacenamiento de la energía del refrigerante o
almacenamiento de la energía del hielo. La salida del compresor 110
es vapor refrigerante a alta presión que está condensado en forma
de líquido a alta presión, (HPL - High Pressure Liquid). Una válvula
(no representada) en la salida de la bomba del refrigerante 120 es
activada para cerrar la conexión a la unidad de capacidad productiva
108. El líquido a alta presión está rodeado por el refrigerante
líquido a baja presión en un segundo recipiente del refrigerante
que es una combinación de rectificador de aceite y recipiente de
compensación del refrigerante 116 que está conectado al lado
inferior del sistema de refrigerante.
Durante este primer período de tiempo (período
de almacenamiento de energía) el rectificador de aceite y recipiente
de compensación del refrigerante 116 es un rectificador de aceite y
durante el período de refrigeración el rectificador de aceite y
recipiente de compensación del refrigerante 116 actúa como un
recipiente de compensación del refrigerante. Durante el período de
almacenamiento de energía, un intercambiador de calor interno, en
el cual fluye refrigerante líquido a alta presión desde la unidad de
acondicionamiento de aire 102, mantiene todo excepto una pequeña
cantidad de refrigerante líquido a baja presión fuera del
rectificador de aceite y recipiente de compensación de refrigerante
116. El refrigerante que está dentro del recipiente forma una
corriente ascendente a una velocidad determinada por dos tuberías
capilares. Un capilar es el capilar de ventilación 128 que controla
el nivel de refrigerante en el rectificador de aceite y recipiente
de compensación del refrigerante 116. El segundo, el capilar de
retorno de aceite 148, devuelve el refrigerante enriquecido con
aceite al compresor 110 dentro de la unidad de acondicionamiento de
aire 102 a una velocidad determinada. La columna de refrigerante
líquido en el URMV 146 es accionada por gravedad y colocando el
rectificador de aceite y recipiente de compensación del
refrigerante 116 cerca del fondo del URMV 146 la columna mantiene un
flujo estable de suministro de refrigerante líquido al rectificador
de aceite y recipiente de compensación del refrigerante 116. Este
recipiente está conectado a la tubería de alimentación de líquido a
baja presión 144 con un sifón del tipo P 150 que evita que el vapor
entre en el URMV 146 o en la bomba de refrigerante líquido 120. La
función de compensación permite que el exceso de refrigerante
durante el periodo de refrigeración sea drenado de los serpentines
de congelación/descarga de hielo 142 en el depósito aislado 140
manteniendo el área de la superficie máxima para la condensación del
refrigerante. La colocación física del rectificador de aceite y
recipiente de compensación de refrigerante 116 es un factor en su
comportamiento como rectificador y recipiente de compensación. Este
rectificador de aceite y recipiente de compensación del
refrigerante 116 adicionalmente proporciona la trayectoria para el
retorno del aceite que emigra del refrigerante que debe volver al
compresor 110. El refrigerante líquido a alta presión ligeramente
subenfriado (más frío que la temperatura de fase vapor a líquido del
refrigerante) que sale del rectificador de aceite y recipiente de
compensación del refrigerante 116 fluye a través de un regulador de
fase mixta 132 (sifón de vapor refrigerante termodinámico) en donde
ocurre la caída de presión.
Como se ha establecido antes, la unidad de
gestión del refrigerante 104 recibe el refrigerante líquido a alta
presión de la unidad de acondicionamiento de aire a través de una
tubería de suministro de líquido a alta presión 112. El
refrigerante líquido a alta presión fluye a través del
intercambiador de calor en el interior del rectificador de aceite y
recipiente de compensación del refrigerante 116, en donde es
subenfriado y conecta con el regulador de fase mixta 132, en donde
tiene lugar la caída de presión del refrigerante. La utilización de
un regulador de fase mixta 132 proporciona muchas funciones
favorables además de la caída de presión del refrigerante líquido.
La cantidad de masa de refrigerante que pasa a través del regulador
de fase mixta 132 acoplará la velocidad de la corriente ascendente
del refrigerante en los serpentines de fabricación de hielo 142
durante el período de tiempo de almacenamiento de energía. Esto
elimina la necesidad de un control del nivel de refrigerante. El
regulador de fase mixta 132 deja pasar el refrigerante líquido
subenfriado pero se cierra cuando detecta vapor (o un
subenfriamiento inadecuado de líquido) en su entrada. La acción de
pulsación del refrigerante que sale del regulador de fase mixta que
se abre y se cierra 132 crea un efecto de martillo sobre el líquido
refrigerante de forma que una onda estacionaria se produce en el
interior de la columna cerrada. Esto agita el refrigerante líquido
en los serpentines de fabricación de hielo 142 durante el período de
tiempo de almacenamiento de energía y mejora la transferencia de
calor así como ayuda a la segregación del refrigerante en fase
líquido y vapor. El regulador de fase mixta 132, conjuntamente con
el URMV 146, drena también la unidad de acondicionamiento de aire
102 del refrigerante líquido manteniendo su área superficial
disponible para la condensación. El regulador de fase mixta 132
permite que la presión de descarga de una unidad de condensación de
aire refrigerado fluctúe con la temperatura ambiente. El sistema no
requiere sobrecalentamiento ni circuito de subenfriamiento, que son
obligatorios con la mayoría de las unidades de condensación
conectadas a un dispositivo de refrigeración de expansión
directa.
Un ajuste del regulador de fase mixta 132
permite que el sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de un refrigerante fabrique hielo con una
aproximación promedio de cuatro grados. El refrigerante líquido a
baja presión que deja el regulador de fase mixta 132 pasa a través
de un bifurcador 130 a un eductor (o boquilla de inyector) colocado
entre la entrada al URMV 146 y el conjunto de colector de
recuperación superior 154 de los serpentines de fabricación de
hielo 142 para ayudar en la circulación del refrigerante por
gravedad. El bifurcador 130 reduce la presión y el flujo del
refrigerante líquido. Durante el período de tiempo de almacenamiento
de energía del refrigerante, el eductor crea una caída en la
presión a medida que el refrigerante deja el bifurcador 130
incrementando de ese modo la velocidad de circulación del
refrigerante en los serpentines de fabricación de hielo 142 y
mejorando el comportamiento del sistema.
El regulador de fase mixta 132 también varía el
flujo de refrigerante en respuesta a la capacidad productiva del
evaporador. Esto se realiza manteniendo una presión constante en el
URMV 146. Esto permite que la presión de condensación fluctúe con
la temperatura del aire ambiental. A medida que la temperatura del
aire ambiental disminuye, la presión de descarga en el compresor
130 disminuye. El regulador de fase mixta 132 permite que el
líquido refrigerante pase pero se cierra cuando detecta vapor.
Mantiene la mezcla de fase dual en un "sifón". El líquido (que
empieza a ser más tenso) se permite que pase pero empieza a cerrarse
cuando ha pasado el gas menos denso. El vapor vuelve al condensador
111 para condensarse adicionalmente en líquido. El regulador de
fase mixta 132 es autorregulable (una vez está calibrado) y no tiene
pérdidas por corrientes parásitas (expansión adiabática).
Adicionalmente, el regulador de fase mixta 132 mejora el rendimiento
de la transferencia de calor en los serpentines del intercambiador
de calor extrayendo el vapor del líquido y creando una acción de
pulsación en el lado de baja presión. Como se ha establecido antes,
el regulador de fase mixta 132 se abre para dejar pasar a través
del mismo el líquido a baja presión y se cierra entonces para
atrapar el vapor en el lado de alta presión y crear una acción de
pulsación en el lado de baja presión del regulador. Esta acción de
pulsación humedece más la pared interior del subcircuito al nivel
ebullición, lo cual ayuda en la transferencia de calor.
El líquido a baja presión entra en el recipiente
URMV 146 y los componentes líquido y vapor se separan. El
componente líquido llena el URMV 146 hasta un nivel determinado y el
componente de vapor es devuelto al compresor de la unidad de
acondicionamiento de aire 102. En un sistema de refrigeración de
expansión directa normal, el componente vapor circula a través del
sistema reduciendo el rendimiento. Con esta forma de realización,
el componente vapor es devuelto al compresor 110 inmediatamente. La
columna de líquido refrigerante en el URMV 146 es accionada por
gravedad y tiene dos trayectorias durante el período de tiempo de
almacenamiento de energía. Una trayectoria es hacia el rectificador
de aceite y recipiente de compensación del refrigerante 116 en
donde la velocidad del flujo de salida es calibrada por los tubos
capilares 128 y 148. La segunda trayectoria para la columna del
refrigerante líquido es hacia el conjunto de colector de
recuperación inferior 156, a través de los serpentines de
fabricación de hielo 142 y el conjunto de colector de recuperación
superior 154 y de vuelta al compresor 110 a través del URMV 146.
Esta circulación por gravedad de esta manera es el modo en el que
se almacena la energía en forma de hielo cuando el depósito está
lleno con un fluido de cambio de fase tal como por ejemplo agua.
Una columna sólida de refrigerante líquido en el URMV 146 se hace
menos densa en los serpentines de fabricación de hielo 142, a
medida que el refrigerante se convierte en vapor. Este diferencial
mantiene la circulación por gravedad. Inicialmente el vapor y
posteriormente en el ciclo de almacenamiento el refrigerante
líquido y vapor es devuelto al URMV 146. El líquido vuelve a la
columna y el vapor vuelve al compresor 110 dentro de la unidad de
condicionamiento de aire 102. La circulación por gravedad asegura
una creación uniforme del hielo. A medida que uno de los serpentines
de fabricación de hielo 142 crea más hielo, su velocidad de flujo
de calor se reduce. El serpentín siguiente al anterior recibe ahora
más refrigerante hasta que tiene una velocidad de flujo de calor
igual.
El diseño de los serpentines de fabricación de
hielo 142 crea un modelo de creación de hielo que mantiene alta la
presión de succión del compresor durante el período de tiempo de
almacenamiento del hielo creado. Durante la fase final del período
de tiempo de almacenamiento de energía, se crea una rápida formación
de hielo y la presión de succión cae considerablemente. Esta es la
indicación de capacidad productiva completa que cierra
automáticamente la unidad de condensación con un conmutador de
presión de refrigerante ajustable.
Cuando la unidad de acondicionamiento de aire
102 se conecta durante el período de tiempo de almacenamiento de
energía, el refrigerante líquido a alta presión fuerza a la
corredera (pistón) en la válvula de corredera accionada por presión
a bloquear el flujo libre de refrigerante al intercambiador de calor
de capacidad productiva 122. Cuando el sistema de almacenamiento de
energía está completamente cargado y la unidad de acondicionamiento
de aire 102 se cierra, el regulador de fase mixta 132 permite que el
sistema de refrigerante se presurice para equilibrarse rápidamente.
Con el líquido a alta presión dejando de empujar la corredera para
que se cierre, un resorte devuelve la corredera a la posición
abierta, permitiendo que el refrigerante fluya al intercambiador de
calor de capacidad productiva 122 sin restricción. En una forma de
realización, el intercambiador de calor de capacidad productiva 122
está colocado por debajo del sistema de almacenamiento de energía y
el refrigerante fluye por gravedad al evaporador inundado y
funciona como un termo sifón.
En resumen, cuando el depósito está lleno de
agua y el refrigerante se hace circular a través de los serpentines,
los serpentines actúan como un evaporador, formando hielo y
almacenando energía durante un período de tiempo. Durante un
segundo período de tiempo, el refrigerante circula a través de los
serpentines y funde el cielo proporcionando una función de
condensación del refrigerante. Este procedimiento de almacenamiento
de energía y descarga es conocido como el sistema de hielo sobre la
bobina y fundido en el interior
(ice-on-coil,
inside-melt). Los períodos de tiempo son
determinados por el usuario final, una funcionalidad o controles
inteligentes opcionales incorporados dentro del sistema o unidos al
mismo.
La figura 2 ilustra una forma de realización de
un sistema de almacenamiento de energía y de refrigeración de alto
rendimiento a base de un refrigerante en una configuración para aire
acondicionado con múltiples evaporadores (los cuales incluyen
sistemas de miniranuras muy comunes en Europa y el lejano Oriente).
Como se representa en la figura 2, se pueden añadir diversas
opciones eficaces al sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de un refrigerante. Como se ha indicado
anteriormente, una bomba de refrigerante líquido 120 dentro de la
unidad de gestión del refrigerante 104 se puede añadir aguas abajo
de la válvula de corredera accionada por presión 118 para circular
el refrigerante a una capacidad productiva la cual se expone como
evaporadores de miniranuras 160 en esta forma de realización. Los
serpentines de los intercambiadores de calor dentro de los
evaporadores de miniranuras 160 son alimentados con refrigerante
directamente utilizando la tecnología de sobrealimentación de
líquido. En la tubería de retorno de succión húmeda 124, tanto el
líquido como el vapor vuelve a la unidad de almacenamiento de
energía 106. El vapor se condensa mediante los serpentines de
descarga 142 dentro del hielo 152 y el refrigerante líquido es
devuelto a la entrada de la bomba de refrigerante líquido 120. El
exceso de refrigerante que puede haber sido utilizado durante el
periodo de tiempo de almacenamiento de energía es almacenado ahora
en el rectificador de aceite y recipiente de compensación del
refrigerante 116. Las opciones de la trayectoria del refrigerante
presentadas con la válvula de corredera accionada por presión en la
figura 2 permiten que tanto la unidad de acondicionamiento de aire
102 como la unidad de almacenamiento de energía 106 proporcionen la
condensación a los evaporadores de miniranuras 160 en el interior de
la unidad de capacidad productiva 108. Esto se denomina el modo
"empuje" y funciona durante un tercer período de tiempo.
Las pluralidades de serpentines que comprenden
los serpentines de congelación/descarga de hielo 142 pueden
disponer de un sistema de destratificación del agua pasiva que
consiste en tuberías de destratificación pasiva 164 en contacto
físico con los serpentines de congelación/descarga de hielo 142 que
proporcionan una trayectoria para el desplazamiento del agua fuera
de los límites del hielo. Estas tuberías de destratificación pasiva
164, junto con tirantes que mantienen los serpentines adecuadamente
separados, proporcionan protección mecánica a los serpentines
durante la expedición. Un formador de burbujas de aire, una bomba de
agua, un agitador, o un sistema de circulación, o similar, pueden
estar instalados para destratificar activamente el fluido
promoviendo el flujo en cualquier dirección. Aletas de
destratificación pasiva 162 también se pueden utilizar en el
conjunto de colector de recuperación superior 154, el conjunto de
colector de recuperación inferior 56 o bien otras superficies de
intercambio de calor dentro de la unidad de almacenamiento de
energía 106 para proporcionar la destratificación adicional y el
intercambio de calor entre el fluido y el hielo 152.
Las pluralidades de serpentines también pueden
disponer de un sistema de destratificación de agua pasivo que
consiste en tuberías en contacto físico con los serpentines que
proporcionan una trayectoria para el desplazamiento del agua fuera
de los límites del hielo. Estas tuberías, junto con tirantes que
mantienen los serpentines adecuadamente separados, proporcionan
protección mecánica a los serpentines durante la expedición. Un
formador de burbujas de aire, una bomba de agua, un agitador, o un
sistema de circulación, o similar opcionales, pueden estar
instalados para destratificar activamente el fluido promoviendo el
flujo en cualquier dirección.
La figura 3 es una tabla que ilustra el estado
de los componentes para una forma de realización de un sistema de
almacenamiento de energía y de refrigeración de alto rendimiento a
base de un refrigerante que funciona en tres períodos de tiempo y
modos. Como se representa en la figura 3, se describe el estado de
la unidad de acondicionamiento de aire 102, del rectificador de
aceite y recipiente de compensación del refrigerante 116, de los
serpentines de congelación/descarga de hielo 142 y de la válvula de
corredera accionada por presión 118 para cada uno de los tres
períodos de tiempo y modos descritos. Por ejemplo, en el período de
tiempo 1, durante el modo de almacenamiento del refrigerante frío,
la unidad de acondicionamiento de aire 102 está conectada, el
rectificador de aceite y recipiente de compensación del refrigerante
116 está funcionando como un rectificador de aceite, los
serpentines de congelación/descarga de hielo 142 están fabricando
hielo con el refrigerante fluyendo desde la parte inferior hacia la
parte superior y la válvula de corredera accionada por presión 118
está cerrada.
Durante este ciclo de fabricación de hielo
(capacidad productiva), la unidad de acondicionamiento de aire 102
suministra refrigerante líquido caliente al sistema. El circuito
sigue la trayectoria empezando con el líquido a alta presión
partiendo del condensador 111, a través del regulador de fase mixta
132 (fluctuante) que cambia el refrigerante a un líquido a baja
presión en donde es alimentado dentro del URMV 146. El sistema
alimenta líquido a baja temperatura al conjunto de colector de
recuperación inferior 156 del intercambiador de calor dentro de la
unidad de almacenamiento de energía 106 en donde gradualmente se
enfría más que el agua del depósito aislado 140. El refrigerante en
fase vapor sale del conjunto del colector de recuperación superior
y fluye de vuelta al URMV 146. Cualquier líquido remanente cae al
fondo del URMV 146 y repite el circuito a través de los serpentines
de congelación/descarga de hielo 142. El vapor a baja presión
"seco" resultante sale del URMV 146 y el ciclo empieza otra
vez.
En el período de tiempo 2, durante el modo de
refrigeración también referido como el ciclo de refrigeración o de
fusión de hielo (descarga), la unidad de acondicionamiento de aire
102 está desconectada, el rectificador de aceite y recipiente de
compensación del refrigerante 116 funciona como recipiente de
compensación, los serpentines de congelación/descarga de hielo 142
realizan la condensación con el refrigerante fluyendo desde la
parte superior hacia la parte inferior y la bomba de refrigerante
120 y la válvula de corredera accionada por presión 118 están
conectadas.
Durante los períodos de pico de energía, la
unidad de acondicionamiento de aire 102 conectada al sistema se
desconecta y el sistema descarga el hielo creado durante el ciclo de
fabricación de hielo. El sistema descarga el receptor de energía
provisto por el hielo para permitir la refrigeración. En las formas
de realización descritas existen dos procedimientos del ciclo de
refrigeración sostenidas por el modelo del sistema: desplazamiento
de la capacidad productiva y nivelación de la capacidad productiva.
El desplazamiento de la capacidad productiva utiliza un único
circuito de refrigeración estando conectada el sistema a un
serpentín de evaporador normal para proporcionar tanto la
refrigeración perceptible como la latente. El modo de nivelación de
la capacidad productiva utiliza dos circuitos de refrigeración
separados para proporcionar la refrigeración: un circuito de
evaporador perceptible para proporcionar la refrigeración
perceptible (extrayendo el calor del aire de ventilación); y un
evaporador de hielo separado para proporcionar la refrigeración
latente (extrayendo la humedad). Una unidad de acondicionamiento de
aire normal 102 y un serpentín de evaporador sobredimensionado
(unidad de capacidad productiva 108) comprenden el circuito del
evaporador perceptible mientras el segundo serpentín del evaporador
y la unidad de almacenamiento de energía 106 comprenden el circuito
del evaporador de hielo. También se puede conseguir lo inverso en
otras formas de realización del sistema de nivelación de la
capacidad productiva.
El circuito de refrigeración en el modo de
desplazamiento de la capacidad productiva y el circuito del
evaporador de hielo en el modo de nivelación de la capacidad
productiva son fundamentalmente similares, con ambos sistemas
estando conectados a un serpentín de evaporador (unidad de capacidad
productiva 108). La diferencia entre los dos es que en el modo de
desplazamiento de la capacidad productiva, la unidad de capacidad
productiva 108 proporciona tanto la refrigeración perceptible como
la latente mientras que en el de nivelación de la capacidad
productiva, la unidad de capacidad productiva 108 proporciona
principalmente la refrigeración latente. Esto permite al mismo
diseño básico del serpentín la capacidad de llevar a cabo diferentes
funciones en múltiples configuraciones.
Durante el ciclo de fusión del hielo, la bomba
de refrigerante 120 es la fuerza de accionamiento para el
refrigerante hacia la unidad de capacidad productiva 108. Un
aspecto único de estos sistemas comparados con los sistemas de
acondicionamiento de aire normales es que la unidad interior
(climatizador del aire y unidad de capacidad productiva 108) pueden
estar a una distancia de 150 pies de la unidad de almacenamiento de
energía 106 (normalmente es como máximo 80 pies). Esto es posible
porque el rectificador de aceite y recipiente de compensación del
refrigerante 116 actúa como un receptor de líquido y ajusta el
líquido refrigerante adicional requerido para atravesar tuberías
largas. Los sistemas de aire acondicionado normales estarán
subalimentados de líquido a tales distancias y proporcionan un
comportamiento pobre. Esto permite que los sistemas expuestos sean
aplicados en edificios mucho mayores que los acondicionadores de
aire normales de sistema de ranuras.
Finalmente, en el período de tiempo 3, durante
el modo de empuje, la unidad de acondicionamiento de aire 102 está
conectada, el rectificador de aceite y recipiente de compensación
del refrigerante 116 actúa como una combinación de rectificador de
aceite y recipiente de compensación, los serpentines de
congelación/descarga de hielo 142 realizan la condensación con la
refrigerante fluyendo desde la parte superior hacia la inferior y
la bomba de refrigerante 120 y la válvula de corredera accionada por
presión 118 están conectadas. El modo de empuje permite que el
compresor 110 asociado con el sistema (para fabricar hielo)
proporcione refrigeración directamente a la unidad de capacidad
productiva 108. Esto puede servir a una serie de propósitos tales
como proporcionar refrigeración después de que se haya acabado el
hielo; proporcionar capacidad adicional en momentos pico (junto con
el hielo) y ahorrar hielo para más tarde, presumiblemente para unos
ahorros en los costes mejorados.
Claims (27)
1. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento comprendiendo:
una unidad de acondicionamiento de aire (102)
que comprende un compresor (110) y un condensador (111);
una unidad de almacenamiento de energía (106)
que comprende un depósito aislado (140) que contiene un
intercambiador de almacenamiento de calor y por lo menos
parcialmente lleno con un líquido de cambio de fase, dicho
intercambiador de almacenamiento de calor adicionalmente
comprendiendo un colector de recuperación inferior (156) y un
colector de recuperación superior (154) conectados mediante por lo
menos un elemento térmicamente conductor;
un intercambiador de calor de capacidad
productiva (122);
una unidad de gestión de refrigeración (104)
conectada a dicha unidad de acondicionamiento de aire (102), a
dicha unidad de almacenamiento de energía (106) y a dicho
intercambiador de calor de capacidad productiva (122);
caracterizado porque dicho sistema de
almacenamiento de energía y de refrigeración de alto rendimiento
adicionalmente comprende:
un recipiente de gestión del refrigerante
universal (146) dentro de dicha unidad de gestión de refrigeración
(104) comprendiendo:
una conexión de salida que devuelve el
refrigerante a dicha unidad de acondicionamiento de aire (102);
una conexión de entrada que recibe refrigerante
de dicho intercambiador de calor de capacidad productiva (122), un
regulador de fase mixta (132), una combinación de rectificador de
aceite y recipiente de compensación del refrigerante (116) y dicho
colector de recuperación superior (154) de dicho intercambiador de
calor de almacenamiento (122);
un primer puerto inferior que proporciona flujo
bidireccional de refrigerante a un colector de recuperación
inferior de dicho intercambiador de calor de almacenamiento, a dicha
salida inferior que suministra líquido refrigerante para la
conexión a dicho intercambiador de calor de capacidad productiva
(122) y a dicha combinación de rectificador de aceite y recipiente
de compensación del refrigerante (116);
un segundo puerto inferior que está conectado a
dicha combinación de rectificador de aceite y recipiente de
compensación del refrigerante (116); y
una válvula de corredera accionada por presión
(118) conectada a dicho segundo puerto inferior y a dicha unidad de
acondicionamiento de aire (102) para suministrar refrigerante a
dicho intercambiador de calor de capacidad productiva (122).
2. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1 en el que
dicho segundo puerto está conectado a dicha combinación de
rectificador de aceite y recipiente de compensación del
refrigerante (116) a través de un sifón de tipo P.
3. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1 en el que
dicho líquido de cambio de fase es un material eutéctico.
4. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1 en el que
dicho líquido de cambio de fase es agua.
5. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1
adicionalmente comprendiendo una bomba de refrigerante líquido
(120) colocada dentro de dicha unidad de gestión de refrigeración
(104).
6. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1
adicionalmente comprendiendo un primer dispositivo de purga
regulada conectado y colocado entre dicha conexión de salida de
dicho recipiente de gestión de refrigerante universal (146) y dicha
combinación de rectificador de aceite y recipiente de compensación
del refrigerante (116).
7. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 6 en el que
dicho primer dispositivo de purga regulada es un capilar de retorno
de aceite.
8. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1
adicionalmente comprendiendo un segundo dispositivo de purga
regulada conectado y colocado entre dicha conexión de entrada de
dicho recipiente de gestión del refrigerante (146) y dicha
combinación de rectificador de aceite y recipiente de compensación
del refrigerante (116).
9. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 8 en el que
dicho primer dispositivo de purga regulada es un capilar de
ventilación.
10. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1 en el que
dicho intercambiador de calor de almacenamiento adicionalmente
comprende tuberías de destratificación pasiva.
11. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1 en el que
dicho intercambiador de calor de almacenamiento adicionalmente
comprende aletas de destratificación pasiva.
12. Sistema de almacenamiento de energía y de
refrigeración de alto rendimiento de la reivindicación 1 en el que
dicho intercambiador de calor de capacidad productiva (122) es por
lo menos un evaporador de miniranuras.
13. Procedimiento para proporcionar
refrigeración con un sistema de almacenamiento de energía y
refrigeración que comprende las etapas de:
condensación del refrigerante con una unidad de
condensación para crear un primer refrigerante condensado durante
un primer período de tiempo;
suministro de dicho primer refrigerante
condensado a una combinación de rectificador de aceite y recipiente
de compensación del refrigerante (116), a través de un regulador de
fase mixta (132) y a una conexión de entrada de un recipiente de
gestión del refrigerante universal (146);
suministro de por lo menos una parte de dicho
primer refrigerante condensado desde dicho recipiente de gestión
del refrigerante universal (146) hasta una unidad de evaporación
contenida en el interior de un depósito (140) que está por lo menos
parcialmente lleno con un líquido de cambio de fase;
expansión de dicho primer refrigerante
condensado dentro de dicha unidad de evaporación para congelar una
cantidad de dicho líquido de cambio de fase y formar hielo en el
interior de dicho depósito (140) durante dicho primer período de
tiempo y producir un primer refrigerante expandido;
suministro de dicho primer refrigerante
expandido desde dicha unidad de evaporación a dicha conexión de
entrada de dicho recipiente de gestión del refrigerante universal
(146);
retorno de por lo menos una parte de dicho
primer refrigerante expandido a dicha unidad de condensación,
circulación de un segundo refrigerante expandido desde dicho
recipiente de gestión del refrigerante universal (146) y a través
de dicha unidad de evaporación en el interior de dicho bloque de
hielo durante un segundo período de tiempo para condensar dicho
segundo refrigerante expandido y crear un segundo refrigerante
condensado;
suministro de dicho segundo refrigerante
condensado a dicho recipiente de gestión del refrigerante universal
(146);
circulación de por lo menos una parte de dicho
segundo refrigerante condensado desde dicho recipiente de gestión
del refrigerante universal (146) hasta un intercambiador de calor de
capacidad productiva (122);
expansión de dicho segundo refrigerante
condensado en el interior de dicho intercambiador de calor de
capacidad productiva (122) para proporcionar dicha refrigeración
durante dicho segundo período de tiempo, produciendo de ese modo
dicho segundo refrigerante expandido adicional; y
retorno de dicho segundo refrigerante expandido
a dicho recipiente de gestión del refrigerante universal (146).
14. El procedimiento de la reivindicación 13 en
el que dicha etapa de la circulación de por lo menos una parte de
dicho segundo refrigerante condensado desde dicho recipiente de
gestión del refrigerante universal (146) hasta un intercambiador de
calor de capacidad productiva se lleva a cabo con una bomba de
refrigerante líquido.
15. El procedimiento de la reivindicación 13
adicionalmente comprendiendo la etapa de la regulación del flujo de
dicho segundo refrigerante expandido desde dicho recipiente de
gestión del refrigerante universal (146) hasta un intercambiador de
calor de capacidad productiva con una válvula.
16. El procedimiento de la reivindicación 13
adicionalmente comprendiendo la etapa de la recirculación de
refrigerante enriquecido con aceite destilado desde una parte
inferior de dicha combinación de rectificador de aceite y
recipiente de compensación del refrigerante (116) hasta dicha unidad
de condensación en combinación con dicho primer refrigerante
expandido desde dicho recipiente de gestión del refrigerante
universal (146).
17. El procedimiento de la reivindicación 16
adicionalmente comprendiendo la etapa de controlar la velocidad del
flujo de dicho refrigerante enriquecido con aceite destilado que
recircula con un primer dispositivo de purga
regulada.
regulada.
18. El procedimiento de la reivindicación 13
adicionalmente comprendiendo la etapa de la recirculación de vapor
desde una parte superior de dicha combinación de rectificador de
aceite y recipiente de compensación del refrigerante (116) hasta
una conexión de entrada en dicho recipiente de gestión del
refrigerante universal (146) a través de un segundo dispositivo de
purga regulada.
19. El procedimiento de la reivindicación 18
adicionalmente comprendiendo la etapa del control de la presión en
dicha combinación de rectificador de aceite y recipiente de
compensación del refrigerante (116) regulando el flujo de dicho
vapor con dicho segundo dispositivo de purga regulada.
20. Procedimiento para proporcionar
refrigeración con un sistema de almacenamiento de energía y
refrigeración de acuerdo con la reivindicación 13 adicionalmente
comprendiendo las etapas de:
volver a condensar por lo menos una parte de
dicho segundo refrigerante expandido con dicha unidad de
condensación para crear un segundo refrigerante condensado
adicional durante dicho segundo período de tiempo;
suministro de por lo menos una parte de dicho
segundo refrigerante condensado a dicho intercambiador de calor de
capacidad productiva (122);
expansión de dicho segundo refrigerante
condensado en el interior de dicho intercambiador de calor de
capacidad productiva para producir dicha refrigeración durante
dicho segundo período de tiempo y producir dicho segundo
refrigerante expandido adicional;
suministro de dicho segundo refrigerante
expandido desde dicho intercambiador de calor de capacidad
productiva hasta dicha conexión de entrada de dicho recipiente de
gestión del refrigerante universal (146); y
retorno de por lo menos una parte de dicho
primer refrigerante expandido a dicha unidad de condensación.
21. El procedimiento de la reivindicación 20 en
el que dicho paso de la circulación de por lo menos una parte de
dicho segundo refrigerante expandido desde dicho recipiente de
gestión del refrigerante universal (146) y dicha unidad de
condensador hasta un intercambiador de calor de capacidad productiva
(122) se lleva a cabo con una bomba de refrigerante líquido.
22. El procedimiento de la reivindicación 20
adicionalmente comprendiendo la etapa de la regulación del flujo de
dicho segundo refrigerante expandido desde dicho recipiente de
gestión del refrigerante universal (146) y dicha unidad de
condensador hasta un intercambiador de calor de capacidad productiva
(122) con una válvula.
23. El procedimiento de la reivindicación 20
adicionalmente comprendiendo la etapa de la recirculación de
refrigerante enriquecido con aceite destilado desde una parte
inferior de dicha combinación de rectificador de aceite y
recipiente de compensación del refrigerante (116) hasta dicha unidad
de condensación en combinación con dicho primer refrigerante
expandido desde dicho recipiente de gestión del refrigerante
universal (146).
24. El procedimiento de la reivindicación 23
adicionalmente comprendiendo la etapa del control de la velocidad
del flujo de dicho refrigerante enriquecido con aceite destilado que
recircula con un primer dispositivo de purga regulada.
25. El procedimiento de la reivindicación 20
adicionalmente comprendiendo la etapa de la recirculación de vapor
desde una parte superior de dicha combinación de rectificador de
aceite y recipiente de compensación del refrigerante (116) hasta
una conexión de entrada en dicho recipiente de gestión del
refrigerante universal (146) a través de un segundo dispositivo de
purga regulada.
26. El procedimiento de la reivindicación 25
adicionalmente comprendiendo la etapa del control de la presión en
dicha combinación de rectificador de aceite y recipiente de
compensación del refrigerante (116) regulando el flujo de dicho
vapor con dicho segundo dispositivo de purga regulada.
27. Procedimiento para proporcionar
refrigeración con un sistema de almacenamiento de energía y
refrigeración que comprende las etapas de:
condensación de un refrigerante con una unidad
de condensación para crear un refrigerante condensado;
suministro de una primera parte de dicho
refrigerante condensado a una combinación de rectificador de aceite
y recipiente de compensación del refrigerante (116), a través de un
regulador de fase mixta (132) y a una conexión de entrada de un
recipiente de gestión del refrigerante universal (146) y una parte
restante de dicho refrigerante condensado a un intercambiador de
calor de capacidad productiva (122);
suministro de dicha primera parte de dicho
refrigerante condensado desde dicho recipiente de gestión del
refrigerante universal (146) a una unidad de evaporación contenida
en el interior de un depósito (140) que está por lo menos
parcialmente lleno con un líquido de cambio de fase;
expansión de dicha primera parte de dicho
refrigerante condensado dentro de dicha unidad de evaporación para
congelar una cantidad de dicho líquido de cambio de fase y formar
hielo en el interior de dicho depósito (140) y producir un primer
refrigerante expandido;
suministro de dicho primer refrigerante
expandido desde dicha unidad de evaporación hasta dicha conexión de
entrada de dicho recipiente de gestión del refrigerante universal
(146);
expansión de dicha parte restante de dicho
refrigerante condensado en el interior de dicho intercambiador de
calor de capacidad productiva (122) para proporcionar dicha
refrigeración produciendo de ese modo un segundo refrigerante
expandido;
retorno de dicho segundo refrigerante expandido
a dicha conexión de entrada de dicho recipiente de gestión del
refrigerante universal (146);
volver a condensar una combinación de dicho
primer refrigerante expandido y dicho segundo refrigerante expandido
con dicha unidad de condensación para crear dicho refrigerante
condensado adicional.
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