ES1298768U - Dispositivo de climatizacion y suministro de energia para camara acondicionada climaticamente - Google Patents

Abstract

Dispositivo (1) de climatización y suministro de energía para cámara (2) acondicionada climáticamente, del tipo de cámara (2) que comprenden unos cerramientos (3) aislados térmicamente; caracterizado por que comprende: -al menos, una batería de humectación (4), -al menos, una bomba geotérmica (5) para generación de calor o frio, -al menos, un pozo geotérmico (6) asociado a la bomba geotérmica (5), -una red suministro de calor por cerramiento radiante (7), con sus correspondientes elementos radiantes (8) embebidos en, al menos, uno de los cerramientos (3) de la cámara (2) y asociados a la bomba geotérmica (5), y -unidad de control (10).

Description

DESCRIPCIÓN

DISPOSITIVO DE CLIMATIZACIÓN Y SUMINISTRO DE ENERGÍA PARA CÁMARA

ACONDICIONADA CLIMÁTICAMENTE

OBJETO DE LA INVENCION

La presente invención se refiere a un dispositivo de climatización y suministro de energía para cámara acondicionada climáticamente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

En la actualidad, se conocen unas cámaras acondicionadas climáticamente, que pueden ser de los siguientes tipos:

-cámaras climáticas de laboratorio, que son normalmente fabricadas por grandes empresas proveedoras de equipos para laboratorios; suelen tener dimensiones parecidas a frigoríficos domésticos, y se utilizan específicamente para ensayos concretos en el ámbito de los laboratorios.

-cámaras climáticas de mayores dimensiones, para almacenamiento; o del tipo almacenes de ambiente controlado en temperatura y humedad. En este caso hablamos de cámaras normalmente hechas "ad hoc”, utilizando un recinto o nave que se acondiciona climáticamente a través de un buen aislamiento a lo largo de sus cerramientos y cubierta, para que la transmisión de energía entre el interior y el exterior sea mínima. Posteriormente se instalan una serie de equipos que suministrarán frío o calor y humedad para más tarde, y a través de unos sensores y equipos de precisión, registrar y controlar estas condiciones de temperatura y humedad actuando sobre los equipos de climatización.

Estas cámaras climáticas tipo de nave acondicionada climáticamente, suelen ser muy utilizadas a nivel comercial: por ejemplo, cámaras climáticas/húmedas en laboratorios de construcción, y en el sector de la alimentación o el sector agroindustrial cuya función principal es el almacenamiento temporal de productos alimenticios (carnes, pescados, productos hortofrutícolas); y en el sector de laboratorios farmacéuticos como almacén de medicamentos.

En general, en estos recintos se necesita mantener este tipo de material almacenado en unas condiciones climáticas determinadas y en constante funcionamiento, siendo por tanto los requisitos energéticos para mantener acondicionadas estas instalaciones, muy altos. Esto implica costes energéticos elevados, porque normalmente se utilizan equipos como bombas de calor o unidades de tratamiento, que dan caudales de aire frío caliente y humedad en función de las necesidades del recinto, y por lo general se encuentran conectados directamente a red eléctrica, demandando su funcionamiento gran cantidad de energía eléctrica, incluso con la utilización de equipos muy eficientes.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

El dispositivo de climatización y suministro de energía para cámara acondicionada climáticamente de la invención se utiliza en cámaras o recintos del tipo que comprenden unos cerramientos (paredes, suelo, techo) aislados térmicamente, y de acuerdo con la invención comprende:

-al menos, una batería de humectación,

-al menos, una bomba geotérmica para generación de calor o frio,

-al menos, un pozo geotérmico asociado a la bomba geotérmica,

-una red suministro de calor (entendiendo como tal calor y/o frio) por cerramiento radiante (suelo radiante, paredes radiantes y/o techos radiantes), con sus correspondientes elementos radiantes embebidos en, al menos, uno de los cerramientos de la cámara y asociados a la bomba geotérmica, pudiendo comprender un depósito de inercia,

-unidad de control (PLC) para regular el funcionamiento de los elementos anteriores.

El dispositivo puede funcionar de los siguientes modos:

-en modo calefacción, aprovechando como fuente de energía un pozo de agua (geotermia). En este caso, un equipo de bombeo hace pasar agua fría (con anticongelante) por el pozo, donde experimenta un aumento de temperatura por la geotermia. A medida que el equipo funciona de forma continua, la temperatura de entrada en el pozo es cada vez más baja, incluso llegando a ser negativa. Por tanto, el equipo frigorífico estará idealmente diseñado para temperaturas de evaporación en negativo, con un límite estimado de -10°C. En la bomba geotérmica se eleva la temperatura del agua de la red de suministro por cerramiento radiante hasta 45 grados para calentar el recinto, con la ventaja del salto térmico menor en la bomba geotérmica por el aprovechamiento del calor recuperado del pozo geotérmico,

-en modo refrigeración, donde el funcionamiento es a la inversa, aprovechando también la geotermia para en este caso enfriar. El agua a la salida de la bomba geotérmica para refrigerar el recinto puede alcanzar hasta 7°C.

De este modo, con la invención se obtiene una alternativa al tradicional sistema de climatización de bombas de calor en cámaras climáticas, de forma que puede climatizar una cámara cumpliendo con los requerimientos normativos. Además, parte de la alimentación eléctrica de la bomba de calor geotérmica puede hacerse con paneles fotovoltaicos, para que de esta forma la energía de mantenimiento provenga de energías renovables. Con todo ello tenemos una solución energéticamente más eficiente y por tanto más económica en su mantenimiento al contar con la energía del subsuelo y del sol. Además, con la invención se permite, a través de monitorización y seguimiento, el análisis del comportamiento, con el objeto de poder poner en valor las ventajas del mismo.

De esta manera se aprovecha la radiación del sol y la temperatura estable del subsuelo cuyas especificaciones están en aproximadamente 18 grados centígrados, con un gradiente térmico de 0,025 grados que proporciona el pozo geotérmico.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra una vista esquemática del dispositivo de la invención.

DESCRIPCION DE UNA REALIZACION PRACTICA DE LA INVENCION

El dispositivo (1) de climatización y suministro de energía para cámara (2) acondicionada climáticamente de la invención, se utiliza en cámaras (2) del tipo que comprenden unos cerramientos (3) aislados térmicamente, y comprende:

-al menos, una batería de humectación (4),

-al menos, una bomba geotérmica (5) para generación de calor o frio,

-al menos, un pozo geotérmico (6) asociado a la bomba geotérmica (5),

-una red suministro de calor por cerramiento radiante (7), con sus correspondientes elementos radiantes (8) embebidos en, al menos, uno de los cerramientos (3) de la cámara (2) y asociados a la bomba geotérmica (5), con un depósito de inercia (9) de 500 lts en este ejemplo concreto, y,

-una unidad de control (10) para regular el funcionamiento de los elementos anteriores.

Se prefiere que el dispositivo, además, comprenda un suministro eléctrico que comprende placas fotovoltaicas (11) (y su correspondiente regulador/inversor (12) de carga y opcionalmente baterías (13) ce acumulación), como fuente primaria (puede incluso ser única) o secundaria de energía (también puede ser directo de red). Incluso el regulador/inversor (12) puede estar se conectado con la red eléctrica (100) y suministrar energía eléctrica de red o de las placas fotovoltaicas (11) en función de la necesidad de la bomba geotérmica (5).

En este ejemplo, el compresor (50) de la bomba geotérmica (5) es de tipo hermético a pistón, de alta temperatura, configurable para trabajar en bomba de calor, lo que permite su configuración con temperaturas de evaporación de -10°C y condensación de 45°C.

Por su parte, la bomba geotérmica (5) comprende un primer intercambiador de calor (51) de agua conectado, a la red de suministro de calor por cerramiento radiante (7), y un segundo intercambiador de calor (52) de refrigerante (glicol en concentración que permite trabajar hasta 15 grados), conectado al pozo geotérmico (6). Además, comprende elementos adicionales necesarios del circuito frigorífico, tales como válvulas (55), filtros deshidratadores, separador de aceite, depósito de líquido, manómetros, regulación, etc, no representados. Esta configuración protege a los elementos de congelación y además tiene ventajas adicionales, como:

1. Genera intercambio de baja entalpia (Temperaturas bajas), mayor seguridad de uso

2. Las posibles fugas son de muy bajo riesgo, sin explosión ni inflamación de combustibles. No hay depósitos peligrosos

3. Bajo nivel de ruidos.

4. No existen picos altos de demanda en lo arranques.

5. Elevado número de horas de utilización, 24h/dia

6. Uso para Calefacción y Refrigeración

7. Elementos con índices COP (Coefficient of performance o Coeficiente de rendimiento) muy altos, en torno a 4. Producen mucho calor con poco consumo eléctrico, gran ahorro energético.

8. Costes de mantenimiento y operación muy bajos, por tanto mejora su Análisis de Ciclo de Vida, ACS

9. Circuitos cerrados de intercambio, no consumen agua extra. No existe riesgo de legionella.

10. Sin emisiones de CO2

11. Fácil de monitorizar y gestionar, con simples llaves de paso y sensores estandares.

12. Larga vida de los pozos geotérmicos (mínimo 50 años)

13. Servidumbres mínimas: sin torres de refrigeración, aeroventiladores, etc

14. Necesidades de espacio reducidas.

15. Gran robustez y fiabilidad mecánica

16. Efectos beneficiosos sobre empleo local: Mano de Obra no deslocalizada

17. Compatible y adicional a otros sistemas de Energías renovables (en este caso la fotovoltaica).

Además, esta configuración permite que la batería de humectación (4) (o baterías) pueda conectarse al primer intercambiador (51), de forma que el agua que llega a la batería de humectación (4) puede estar previamente tratada (enfriada o calentada).

Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. -Dispositivo (1) de climatización y suministro de energía para cámara (2) acondicionada climáticamente, del tipo de cámara (2) que comprenden unos cerramientos (3) aislados térmicamente; caracterizado por que comprende:

-al menos, una batería de humectación (4),

-al menos, una bomba geotérmica (5) para generación de calor o frio,

-al menos, un pozo geotérmico (6) asociado a la bomba geotérmica (5),

-una red suministro de calor por cerramiento radiante (7), con sus correspondientes elementos radiantes (8) embebidos en, al menos, uno de los cerramientos (3) de la cámara (2) y asociados a la bomba geotérmica (5), y

-unidad de control (10).

2. -Dispositivo (1) de climatización y suministro de energía para cámara (2) acondicionada climáticamente según reivindicación 1, que comprende un suministro eléctrico que comprende placas fotovoltaicas (11), como fuente primaria o secundaria de energía.

3. -Dispositivo (1) de climatización y suministro de energía para cámara (2) acondicionada climáticamente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el compresor (50) de la bomba geotérmica (5) es de tipo hermético a pistón, de alta temperatura, configurable para trabajar en bomba de calor y con temperaturas de evaporación de -10°C y condensación de 45°C.

4. -Dispositivo (1) de climatización y suministro de energía para cámara (2) acondicionada climáticamente según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la bomba geotérmica (5) comprende un primer intercambiador de calor (51) de agua conectado, a la red de suministro de calor por cerramiento radiante (7), y un segundo intercambiador de calor (52) de refrigerante conectado al pozo geotérmico (6).

5. -Dispositivo (1) de climatización y suministro de energía para cámara (2) acondicionada climáticamente según reivindicación 4, donde la batería de humectación (4) está conectada al primer intercambiador (51).