D E S C R I P C I Ó N

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a una instalación frigorífica destinada a ser instalada en una cámara frigorífica que permite mantener en dicha cámara frigorífica una temperatura determinada mayor, igual o menor que Q°C.

Un objeto de la invención es proveer una instalación frigorífica que permite el máximo aprovechamiento de un fluido refrigerante, procedente de una instalación portuaria de regasificación de gas natural licuado (GNL), recirculándolo y suministrando ¡a cantidad justa para mantener la temperatura adecuada, evitando además la formación de escarcha.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Existen en la actualidad numerosas soluciones desarrolladas en el campo de los sistemas y dispositivos de refrigeración, la mayoría de ellos con compresores y condensadores.

Sin embargo, muchas de dichas soluciones a pesar de ser sencillas, suministran un fluido refrigerante directamente a la cámara frigorífica. Esto hace que el fluido refrigerante sea suministrado a la temperatura a la que es almacenado, que puede no coincidir con la temperatura deseada en el interior de la cámara frigorífica, por lo que la temperatura de la cámara frigorífica es difícilmente controlable. Asimismo, propiciará que la temperatura en la cámara no sea homogénea, pues la zona a partir de la cual se suministra el fluido refrigerante estará a una temperatura inferior.

Una solución al problema del control de temperatura que se usa habitualmente consiste en introducir más fluido refrigerante cuando se requiere enfriar más y limitar el flujo cuando se alcanza la temperatura deseada. Sin embargo, esta solución no permite mantener de forma precisa la temperatura en el interior de la cámara frigorífica, y genera zonas de sombra de temperatura, es decir, zonas de temperatura no homogénea. Asimismo, el uso de fluido refrigerante a la temperatura a la que es almacenado supone una eficiencia limitada, pues no permite aprovechar toda su capacidad de enfriamiento.

Otras soluciones más complejas, hacen uso de turbomáquínas y varios intercambiadores de calor, aumentando el coste de la instalación y reduciendo la eficiencia debido a las pérdidas que hay en las turbomáquínas e intercambiadores de calor. Las instalaciones conocidas en el estado de la técnica cuentan con ai menos un compresor y un condensador.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una instalación frigorífica destinada a ser instalada en una cámara frigorífica para mantenerla a una temperatura determinada, ya sea una temperatura por encima de 0°C como por debajo. La instalación frigorífica de la invención permite hacer un uso óptimo de un fluido refrigerante, preferiblemente Temper ®, que circula en su interior, evitando la introducción directa del mismo en la cámara frigorífica a una temperatura excesivamente baja, que puede generar problemas tales como la aparición de escarcha. El fluido refrigerante es suministrado por una linea de suministro externa a baja temperatura que proviene de una instalación portuaria de regasificación de gas natural licuado (GNL).

La instalación frigorífica de la invención comprende ai menos un aeroenfriador. El aeroenfriador está situado en el interior de la cámara frigorífica para permitir un intercambio de calor entre el fluido refrigerante y la cámara frigorífica. El aeroenfriador, en una realización preferente, puede comprender un conjunto de tubos, a través de los cuales circula el fluido refrigerante. El conjunto de tubos comprendiendo una entrada del fluido refrigerante y una salida y, preferiblemente, puede comprender un conjunto de aletas destinadas a incrementar la transferencia de calor entre ios tubos y la cámara frigorífica.

La instalación frigorífica también comprende un circuito de tuberías que introduce el fluido refrigerante en la cámara frigorífica. El circuito de tuberías se conecta con el aeroenfriador, con la entrada y la salida. Así, el circuito de tuberías recircula el fluido refrigerante que sale del aeroenfriador y lo reintroduce por la entrada dei mismo. El fluido refrigerante es bombeado haciendo uso de una bomba a través del circuito de tuberías y ei aeroenfriador.

Con el fin de mantener la temperatura del fluido refrigerante que entra en el aeroenfriador a una temperatura determinada, y, por tanto, de mantener la temperatura en ei interior de la cámara frigorífica, la instalación frigorífica comprende un conducto de suministro de fluido refrigerante a una temperatura más baja que ei fluido refrigerante que circula por el interior del circuito de tuberías del aeroenfriador. Con el fin de regular ia mezcla del fluido refrigerante suministrado por el conducto de suministro y el fluido refrigerante que circula por el circuito de tuberías del aeroenfriador, la instalación frigorífica comprende una válvula de tres vías regulable.

La válvula de tres vías está situada en el circuito de tuberías aguas abajo de la bomba y se conecta con un conducto de salida, en ei cual se puede disponer una primera válvula de cierre, que regula la cantidad de fluido refrigerante que se evacúa del circuito de tuberías. Por otro lado, el líquido refrigerante que pasa a través de la válvula de tres vías se mezcla con fluido refrigerante suministrado por el conducto de suministro, el cual se conecta con ei circuito de tuberías. La válvula de tres vías permite regular ia mezcla, para ello abre o cierra de forma proporciona! en función de la temperatura de entrada del fluido refrigerante a ia entrada del aeroenfriador, por ¡o que, si la temperatura de entrada del fluido refrigerante sube, la válvula de 3 vías abre para que entre fluido refrigerante suministrado por ei conducto de suministro que se mezclará con el fluido refrigerante que circula por el circuito de tuberías, obteniendo fluido refrigerante a la temperatura deseada a la entrada del aeroenfriador. La cantidad de fluido refrigerante que se suministra a través del conducto de suministro puede ser determinada por la acción de una segunda válvula de cierre. Asimismo, la instalación frigorífica puede además comprender uno o más sensores de temperatura conectados a ia válvula de tres vías regulable, y a ¡as válvulas de cierre para conocer la temperatura del fluido refrigerante en distintas partes de la instalación frigorífica y seleccionar ia cantidad de fluido refrigerante suministrada por el conducto de suministro y ei flujo de fluido refrigerante que sale de ia bomba y se mantiene en ei circuito de tuberías, controlando ia temperatura del fluido que entra en el aeroenfriador.

El control de la válvula de tres vías, la bomba y el aeroenfriador se ¡leva a cabo mediante una unidad de control que hace uso de ios datos proporcionados por ios sensores de temperatura y presión para determinar su apertura o cierre. En eí caso de las válvulas de cierre, éstas pueden estar controladas mediante la unidad de control o manualmente.

El aeroenfriador, por su parte, también puede comprender uno o más ventiladores. Los ventiladores generan una corriente de aire turbulento que permite aumentar la transferencia de calor entre los tubos y la cámara frigorífica.

La bomba de la instalación frigorífica de la invención cuenta preferiblemente con un sistema Inverter para regular el flujo de fluido refrigerante, para lo cual la Instalación frigorífica además comprende uno o más sensores de presión conectados a la bomba. En concreto, ai menos un primer sensor de presión puede estar ubicado aguas arriba que la bomba y al menos un segundo sensor de presión puede estar ubicado aguas abajo de la bomba.

La instalación frigorífica puede comprender también un sistema de desescarche, controlado mediante la unidad de control, que comprende un conjunto de resistencias ubicadas en el interior del aeroenfriador que al calentarse evitan la generación de escarcha. Alternativamente, puede comprender un sistema de suministro mediante el aprovechamiento de energía solar y/o aerotermia para evitar dicha generación de escarcha calentando el interior de la cámara frigorífica.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista esquemática de una realización preferente de ia instalación frigorífica de la invención.

Figura 2.- Muestra una vista esquemática de una realización preferente del aeroenfriador de la instalación frigorífica de la invención. Figura 3.- Muestra una vista esquemática de las conexiones con la unidad de control en una realización preferente de ¡a instalación frigorífica de la invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

La invención comprende una instalación frigorífica destinada a ser instalada en una cámara frigorífica que permite mantener dicha cámara frigorífica a una temperatura determinada por medio del uso eficiente de un fluido de refrigeración, reduciendo ostensiblemente el consumo de energía eléctrica. El fluido de refrigeración es suministrado a temperatura constante a la cámara frigorífica para adecuar la temperatura del interior de dicha cámara frigorífica.

La figura 1 muestra una vista esquemática de la instalación frigorífica de la invención, la cual comprende un aeroenfriador (1), un circuito de tuberías (2), una bomba (3), sensores de presión (6) y temperatura (7, 15, 17), una válvula de tres vías (4) regulable, una primera (12) y una segunda válvulas de cierre (13), un conducto de suministro (5) de fluido refrigerante, un conducto de salida (14) y un conjunto de resistencias (8).

La Figura 2 muestra el aeroenfriador (1), el cual, por su parte, comprende un conjunto de tubos (9) en su interior a través de los cuales circula el fluido refrigerante, de modo que se produce un intercambio de energía entre el fluido refrigerante y la cámara frigorífica. El conjunto de tubos (9) puede comprender un conjunto de aletas (11) que aumentan la superficie de transferencia de calor y por tanto permiten aumentar la capacidad del aeroenfriador (1) de reducir la temperatura de la cámara frigorífica. El aeroenfriador (1) también comprende uno o varios ventiladores (10) que generan una corriente turbulenta que permite aumentar el ratio de transferencia de calor entre el fluido refrigerante y ¡a cámara frigorífica.

El fluido refrigerante entra en el aeroenfriador (1) desde el circuito de tuberías (2) a - 28°C. La temperatura a la que se pretende mantener la cámara frigorífica es habitualmente de -20°C. Así, tras pasar por ei conjunto de tubos (9) del aeroenfriador (1), el fluido refrigerante absorbe parte del calor de la cámara frigorífica, enfriándola. En este proceso, el fluido refrigerante se calienta hasta ios -24°C. El conjunto de tubos (9) del aeroenfriador (1) entrega el fluido refrigerante al circuito de tuberías (2), para recircularlo. El fluido refrigerante es movido a través de! circuito de tuberías (2) y del conjunto de tubos (9) del aeroenfriador (1) por medio de una bomba (3). La bomba (3) cuenta con un sistema Inverter que permite controlar el flujo del fluido refrigerante. Para ello, también cuenta con dos sensores de presión (6), uno situado antes de la bomba (3) y otro situado justo a continuación, con el fin de obtener la presión del fluido refrigerante antes y después de ser bombeado.

Asimismo, en el circuito de tuberías (2) se encuentra un sensor de temperatura (7) que determina la temperatura del fluido refrigerante a la entrada del aeroenfriador (1). La bomba (3), el aeroenfriador (1) y la válvula de tres vías (4) están controlados mediante una unidad de control (16), en este caso un controlador lógico programadle (PLC), con la información recogida por los sensores de presión (6) y temperatura (7, 15).

La primera válvula de cierre (12) regula la cantidad de líquido refrigerante a -35°C que se suministra medíante el conducto de suministro (5). La segunda válvula de cierre (13), está situada en un conducto de salida (14) y controla la cantidad de fluido refrigerante que sale de la bomba (3) que se evacúa del circuito de tuberías (2). Las válvulas de cierre (12, 13) pueden ser controladas manualmente o mediante la unidad de control (16).

Situadas aguas abajo de la bomba (3) se encuentra una válvula de 3 vías (4), que actúa como válvula desviadora de caudal. Esta válvula abre/cierra de forma proporcional en función de la temperatura de entrada del fluido refrigerante ai aeroenfriador (1).

Si la temperatura de entrada del fluido refrigerante sube, la válvula de 3 vías (4) abre para que entre fluido refrigerante suministrado por el conducto de suministro (5) a -35°C que se mezclará con el fluido refrigerante que circuía por el circuito de tubería (2) a - 24°C, de esta mezcla se obtendrá fluido refrigerante a -28°C, que entra nuevamente en el aeroenfriador (1).

Para prevenir la formación de escarcha en el aeroenfriador, también se proporciona un conjunto de resistencias (8) que calientan ¡as zonas del aeroenfriador donde es más probable que se forme ¡a escarcha. La Figura 3 muestra un esquema de las conexiones con la unidad de control (16), La unidad de control (16) se conecta con ios sensores de presión (6) y temperatura (7, 15, 17), de los que recibe información relativa a la presión y la temperatura en distintos puntos de la instalación frigorífica y procesa la información recibida y envía instrucciones a los distintos elementos.