ES2219484T3 - Sistema de calefaccion y de climatizacion. - Google Patents
Sistema de calefaccion y de climatizacion.Info
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Abstract
Sistema de calefacción y de climatización de un local, comprendiendo el sistema: - en el interior del local (A) que hay que enfriar fuera del período de calefacción, un dispositivo de climatización y de calefacción (5) que comprende, al menos, un climatizador (5b), comprendiendo cada climatizador, especialmente, un condensador (38) de agua que forma un intercambiador, un reductor de presión (44), un evaporador (41) y un ventilador de evaporador (42), y un compresor (43); - un dispositivo de enfriamiento (6) del agua que circula por los condensadores (38) del dispositivo de climatización, que comprende, especialmente, un evaporador (12) que forma un intercambiador, un compresor (16), un condensador (14) y un ventilador (17) de condensador, y un reductor de presión (18); - una red de calefacción central que funciona, esencialmente, en período de calefacción para alimentar elementos de calefacción (4) del dispositivo de climatización y de calefacción (5) con la ayuda de, al menos, una caldera(1), utilizándose la red (3) para la circulación de agua entre los condensadores (38) del dispositivo de climatización (5) y el dispositivo de enfriamiento en período de enfriamiento; - medios de conexión del dispositivo de enfriamiento y del dispositivo de climatización a la red de calefacción central, que, en situación normal, en modo calefacción, comprende medios de interdicción (7, 35, 25) de la llegada de agua caliente al evaporador (12) del dispositivo de enfriamiento (6) y al condensador (38) del dispositivo de climatización; - caracterizado porque, al menos, uno de los citados dispositivo de enfriamiento (6) y del dispositivo de climatización (5), comprende medios de descarga (13, 48), que se ponen en servicio, en modo calefacción, cuando el intercambiador (12, 38) del citado dispositivo, respectivamente, el evaporador (12) del dispositivo de enfriamiento (6) y, al menos, un condensador (38) del dispositivo de climatización y de calefacción (5), reciben de la red (3), de modo no deseado, un agua caliente que genera una alta presión, especialmente, en caso de fallo de los medios de interdicción (7, 35, 25) de la llegada del agua de la red al intercambiador del citado dispositivo.
Description
Sistema de calefacción y de climatización.
La presente invención se refiere a un sistema de
calefacción y de climatización de un local, y a una instalación que
utiliza un sistema de este tipo.
De modo más preciso, la invención se refiere a un
sistema que comprende un dispositivo de enfriamiento de red de
calefacción central, siendo utilizada la citada red fuera del
período de calefacción, es decir, principalmente, en verano, para
el enfriamiento de condensadores de climatizadores conectados a la
citada red.
Estos sistemas están destinados, especialmente, a
la calefacción y la climatización de locales de vivienda de tipo
residencial, pública, o profesional.
Con este fin, está previsto, al menos, un
climatizador en un local que hay que enfriar fuera de la estación de
calefacción, estando conectado el condensador de agua del citado
climatizador a la red de calefacción central.
De este modo, la carga térmica del condensador es
transmitida a la red de calefacción central, que debe ser mantenida
a una temperatura aceptable para un dispositivo de enfriamiento de
agua.
La solicitud de patente
FR-A-2 776 053, propone un enfriador
de agua que permite evacuar el calor transmitido a la red de
calefacción central y procedente de la condensación de uno o varios
climatizadores.
Tales medios de enfriamiento no dan, sin embargo,
completa satisfacción en el marco del enfriamiento de una red de
calefacción central.
En efecto, las condiciones de funcionamiento de
una red de calefacción central tales como las descritas en esta
solicitud FR-A-2 776 053, plantean
problemas de compatibilidad con los productos del mercado.
En efecto, la red de calefacción central funciona
en invierno para alimentar radiadores y, por tanto, a una
temperatura de salida de la caldera de la calefacción que puede
ascender, por ejemplo, a 90ºC, mientras que en verano, con la
calefacción parada, la temperatura de salida será mantenida por el
enfriador de agua, por ejemplo, a 25ºC.
Ahora bien, los dispositivos de enfriamiento
habitual no están bien adaptados cuando, de modo no deseado, se
introduce en el dispositivo de enfriamiento agua caliente, por
ejemplo, a 80ºC, porque esto genera presiones en el lado del
refrigerante del orden de 36 bares.
Un dispositivo de enfriamiento de este tipo
comprende, típicamente:
- -
- un primer circuito primario de circulación de frigorígeno, y un segundo circuito secundario de circulación de agua destinado a ser unido a la red de calefacción central;
- -
- un compresor en el primario;
- -
- un condensador en el primario y un ventilador de condensador;
- -
- un evaporador de agua que forma un intercambiador, de intercambio entre primario y secundario.
Asimismo, en dispositivos de climatización tales
como el descrito en la solicitud
FR-A-2 776 053, una llegada de agua
caliente no deseada a nivel de un condensador que forma el
intercambiador del climatizador, puede dañar este dispositivo de
climatización. Y pueden encontrarse problemas asociados a la
congelación del dispositivo de enfriamiento fuera del período de
calefacción, estando colocado este dispositivo de enfriamiento en el
exterior del local, así como problemas de alteración de
canalizaciones debidos al exceso de acidez.
La invención tiene por objeto paliar estos
diferentes inconvenientes de la técnica anterior, estableciendo un
sistema fiable de climatización y, eventualmente, de calefacción
conectado a la red de calefacción central.
Con este fin, la invención tiene por objeto, de
acuerdo con un primer aspecto, un sistema de calefacción y de
climatización de un local, comprendiendo el sistema:
- -
- en el interior del local que hay que enfriar fuera del período de calefacción, un dispositivo de climatización y de calefacción que comprende, al menos, un climatizador, comprendiendo cada climatizador, especialmente, un condensador de agua que forma un intercambiador, un reductor de presión, un evaporador y un ventilador de evaporador, y un compresor;
- -
- un dispositivo de enfriamiento del agua que circula por los condensadores del dispositivo de climatización, que comprende, especialmente, un evaporador que forma un intercambiador, un compresor, un condensador y un ventilador de condensador, y un reductor de presión;
- -
- una red de calefacción central que funciona, esencialmente, en período de calefacción para alimentar elementos de calefacción del dispositivo de climatización y de calefacción con la ayuda de una caldera, utilizándose la red para la circulación de agua entre los condensadores del dispositivo de climatización y el dispositivo de enfriamiento en período de enfriamiento;
- -
- medios de conexión del dispositivo de enfriamiento y del dispositivo de climatización a la red de calefacción central, que, en situación normal, en modo calefacción, comprende medios de interdicción de la llegada de agua caliente al evaporador del dispositivo de enfriamiento y al condensador del dispositivo de climatización;
- -
- comprendiendo, al menos, uno de los citados dispositivo de enfriamiento y dispositivo de climatización, medios de descarga, que se ponen en servicio, en modo calefacción, cuando el intercambiador del citado dispositivo, respectivamente, el evaporador del dispositivo de enfriamiento y, al menos, un condensador para el dispositivo de climatización y de calefacción, reciben de la red, de modo no deseado, un agua caliente que genera una alta presión, especialmente, en caso de fallo de los medios de interdicción de la llegada del agua de la red al intercambiador del citado dispositivo.
De acuerdo con una realización, la temperatura
del agua a la salida del dispositivo de enfriamiento en modo
climatización es mantenida próxima a 25ºC, para permitir el buen
funcionamiento de los dispositivos de climatización y de
calefacción.
Los medios de descarga del dispositivo de
enfriamiento comprenden una válvula de descarga del fluido
frigorígeno del evaporador hacia el condensador, de manera que se
contornea el compresor.
Los medios de descarga de cada climatizador del
dispositivo de climatización, comprenden una válvula de descarga del
fluido frigorígeno del condensador hacia el evaporador, de modo que
se contornea el reductor de presión;
De acuerdo con una realización, los medios de
interdicción comprenden una válvula de tres vías, que, en modo
calefacción, aísla de la red el dispositivo de enfriamiento, y que
en modo climatización une el dispositivo de enfriamiento a la red y
aísla de la red la caldera.
De acuerdo con una realización, el sistema
comprende una válvula de descarga a nivel de la cual son desechadas
las aguas introducidas a presión en la red de calefacción, a fin de
evitar una sobrepresión en la red.
De acuerdo con una realización, el sistema
comprende primeros medios de rotura de conducción térmica entre el
dispositivo de climatización y la red de calefacción y segundos
medios de rotura de conducción térmica entre el dispositivo de
enfriamiento y la red de calefacción.
De acuerdo con una realización, el sistema
comprende, en modo calefacción, un dispositivo que pone fuera de
congelación el evaporador del dispositivo de enfriamiento, que
comprende trazadores eléctricos, o medios de inyección de agua
caliente, mandados en función de una temperatura de riesgo de
congelación próxima a 2ºC.
De acuerdo con una realización, comprende un
regulador de mantenimiento de pH destinado a evitar la acidificación
de la red de calefacción provocada por la introducción de las aguas
de condensación en la red.
El sistema comprende, además, medios de conexión
eléctrica del ventilador, de un motor de compresor, de medios de
interdicción del funcionamiento del compresor en modo calefacción y,
eventualmente, de medios de mando, a una fuente de energía, tal como
la red eléctrica del local.
De acuerdo con una realización, el sistema
comprende una válvula de dos vías provista de un medio de
basculamiento automático verano/invierno puesto en funcionamiento en
función de la temperatura del agua de la red, que permite la
explotación de una bomba dedicada al solo modo de climatización:
- -
- la válvula de dos vías está cerrada en modo calefacción, estando, entonces, el dispositivo de enfriamiento aislado de la red, a partir de una temperatura del agua reveladora del funcionamiento de la caldera, por ejemplo, 35ºC cuando la red es mantenida a 25ºC en modo climatización;
- -
- la válvula de dos vías está abierta en modo climatización, provocando la puesta en servicio de la bomba, estando unido el dispositivo de enfriamiento a la red, impidiendo un dispositivo de seguridad la apertura de la válvula y provocando la parada imperativa del compresor cualquiera que sea la temperatura de agua de la red 3 si la caldera está en funcionamiento.
De acuerdo con una realización, el sistema
comprende un elemento de enfriamiento de tipo batería
aerorrefrigerante ventilada, integrado en el dispositivo de
enfriamiento y dispuesto en serie con respecto al condensador, y un
medio de basculamiento que, en modo climatización, permite la
alimentación de la batería cuando la temperatura en el exterior del
local es inferior a la temperatura del agua de la red próxima a
25ºC.
De acuerdo con una realización, el sistema
comprende una válvula de tres vías antes de la llegada al evaporador
provista de un medio de basculamiento, que permite la circulación de
fluido hacia el evaporador en situación normal, por debajo de la
temperatura normal de este fluido, del orden de 45ºC, y que permite
el contorneo del evaporador para temperatura superiores.
De acuerdo con un segundo aspecto, la invención
tiene por objeto una instalación de climatización y de calefacción
que comprende, al menos, un sistema de enfriamiento y de
climatización tal como el descrito anteriormente.
De acuerdo con un tercer aspecto, la invención
tiene por objeto un procedimiento de instalación de un sistema de
calefacción y climatización tal como el descrito anteriormente, que
comprende, al menos, las etapas que prevén:
- -
- la instalación en el interior del local del dispositivo de climatización;
- -
- la instalación en el exterior del local del dispositivo de enfriamiento del agua del dispositivo de climatización interior;
- -
- la instalación en el interior y/o el exterior del local de medios hidráulicos tales como una válvula de tres vías aptos para permitir la circulación en el dispositivo de enfriamiento o de impedirla en modo climatización;
- -
- la conexión del dispositivo de enfriamiento y del dispositivo de climatización por una red de circulación de agua de calefacción central existente, eventualmente, en el local, apta, por otra parte, para alimentar, al menos, un elemento de calefacción, de modo que esta red permita, en modo climatización, cuando la caldera esté parada, la circulación de agua entre los condensadores del dispositivo de climatización y el dispositivo de enfriamiento, y en modo calefacción un funcionamiento de alimentación del elemento de calefacción.
En el interior de un local que hay que enfriar se
instalan dispositivos de climatización, y en el exterior del local,
al menos, un dispositivo de enfriamiento, común, al menos, a dos
dispositivos de climatización interiores.
Para una instalación en un local provisto
previamente de una calefacción central, el procedimiento puede
comprender una etapa de sustitución de, al menos, un dispositivo de
enfriamiento exterior y/o, al menos, un dispositivo de climatización
que no comprenden medios de descarga tales como los descritos
anteriormente, por, respectivamente, al menos, un elemento de
enfriamiento exterior y/o, al menos, un dispositivo de climatización
que comprenden medios de descarga.
Otros objetos y ventajas de la invención se
pondrán de manifiesto en el transcurso de la descripción, hecha
refiriéndose a las figuras anejas, en las cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática de
principio de una instalación de calefacción central tradicional;
- la figura 1a es una vista esquemática que
ilustra el principio de funcionamiento de una instalación, que
comprende, conectado a la red de calefacción central, un dispositivo
de climatización y de calefacción de acuerdo con la invención que
comprende radiadores y climatizadores, separados en la variante
representada.
- la figura 2 es una vista esquemática, de
acuerdo con un modo de realización, de un sistema de climatización y
de calefacción de acuerdo con la invención que coopera con la
instalación de la figura 1 y que pone en situación un dispositivo de
enfriamiento de agua o enfriador, provisto de un conjunto de
dispositivos que permiten su explotación fiable en una instalación
de calefacción central;
- la figura 3 representa, de acuerdo con otro
modo de realización de la invención, una instalación con una bomba y
un dispositivo de explotación automática dedicado al funcionamiento
del enfriador;
- la figura 4 representa otro modo de realización
de la invención, comprendiendo, además, la instalación de la figura
2 un elemento de enfriamiento ventilado integrado en el dispositivo
de enfriamiento mecánico y dispuesto en serie con respecto a
éste;
- la figura 5 representa, de acuerdo con otro
modo de realización de la invención, la instalación de la figura 3
con un elemento de enfriamiento ventilado integrado en el
dispositivo de enfriamiento mecánico y dispuesto en serie con
respecto a éste;
- la figura 6 representa, de acuerdo con otro
modo de realización de la invención, la instalación de la figura 2
con un elemento de enfriamiento ventilado integrado en el
dispositivo de enfriamiento mecánico y dispuesto en paralelo con
respecto a éste;
- la figura 7 representa, de acuerdo con otro
modo de realización de la invención, la instalación de la figura 3
con un elemento de enfriamiento ventilado integrado en el
dispositivo de enfriamiento mecánico y dispuesto en paralelo con
respecto a éste;
- las figuras 8 y 9 representan otros modos de
realización de la invención.
En la figura 1 está representado un conjunto A
que comprende una instalación de calefacción central
tradicional.
Esta instalación de calefacción central comprende
un medio de producción de agua caliente, por ejemplo, una caldera,
un dispositivo de circulación de agua caliente, integrado o no en el
medio de producción, por ejemplo, una bomba 2, una red de tuberías 3
y elementos usuarios de calor 4, como, por ejemplo, un radiador, un
convector, etc.
En la figura 2, el conjunto A de la figura 1 está
equipado con un dispositivo de climatización y de calefacción 5, que
comprende, al menos, un aparato de climatización y calefacción 5a
que puede generar o utilizar el calor de acuerdo con su modo de
funcionamiento.
Cada aparato 5a de climatización y de calefacción
comprende un radiador 4 y un climatizador 5b separado o no del
radiador 4.
La figura 1a los representa separados para
comprender bien el esquema de funcionamiento del climatizador 5b.
Las otras figuras les representan en un bloque 5a para no cargar las
figuras.
La caldera 1, la bomba 2, la red 3 y los aparatos
5a conservan, por ejemplo en invierno, sus funciones.
La red de calefacción 3 comprende un dispositivo
de enfriamiento de agua 6 de la red de calefacción central 3.
Se describe ahora el funcionamiento de la
instalación en modo calefacción. Una válvula de tres vías 7 provista
de un medio de basculamiento verano/invierno, como, por ejemplo, un
contacto colocado en la posición invierno, está abierta hacia una
vía 8, y cerrada hacia una vía 9, aislando, así, de la red de agua
caliente el dispositivo de enfriamiento 6 del agua de la red 3, que
no está en funcionamiento.
La instalación de calefacción funciona, así, de
modo tradicional.
En la sala de calderas, la caldera 1 está en
servicio, así como la bomba 2.
Así, a pesar de los equipos necesarios para la
climatización en verano, el funcionamiento de la calefacción en
invierno es estrictamente idéntico a lo que era anteriormente sin
estos equipos.
La válvula 7 forma parte de medios hidráulicos de
interdicción del dispositivo de enfriamiento 6 designado en lo
sucesivo enfriador. Medios de rotura de conducción térmica 10, como,
por ejemplo, un tramo corto de tuberías de material poco conductor
del calor, están previstos para aislar el enfriador 6.
Para evitar el riesgo de congelación del
evaporador 12 del enfriador 6, está previsto un medio de inyección
11 de agua caliente de la red 3. Este medio de inyección 11 como,
por ejemplo, una electroválvula, es mandado en función de una
temperatura representativa del riesgo de congelación del evaporador
12.
La inyección tiene lugar de modo intermitente
hasta la obtención de una temperatura correcta de puesta fuera de
congelación del enfriador 6, como, por ejemplo, +2ºC.
Para evitar el riesgo de una inyección de agua
caliente, demasiado importante a nivel del evaporador 12, las
secciones del medio de inyección 11 y de su tubería son muy
pequeñas. Así, en caso de un fallo del medio de inyección 11 que
permita un caudal continuo sin control, se evitan las consecuencias
ligadas al recalentamiento del evaporador 12.
De acuerdo con otras realizaciones, la protección
contra la congelación del evaporador puede obtenerse por otros
medios como, por ejemplo, trazadores eléctricos.
Siendo muy importantes las presiones susceptibles
de ser conseguidas en caso de irrigación del evaporador 12 con el
agua caliente, como, por ejemplo, 36 bares con agua a 80ºC y fluido
frigorígeno R22, está previsto un medio de descarga 13 del fluido
frigorígeno del evaporador 12, hacia el condensador 14. Este medio
de descarga 13 permite contornear, o derivar el compresor 16.
Este medio de descarga 13, como, por ejemplo, una
electroválvula mandada por un aumento de presión detectado a nivel
del presostato de baja presión 15, permite una transición tanto más
rápida cuanto menor volumen presente el evaporador 12 con respecto
al condensador 14.
Este medio de descarga 13 tiene una función
preponderante en caso de fallo de la válvula 7 que permitiría una
apertura total o parcial de la vía 9 en modo calefacción y que
implicaría una llegada no deseada de agua caliente a presión al
evaporador 12.
Se describe ahora el funcionamiento de la
instalación en modo climatización. La caldera 1 está parada,
mientras que la bomba 2 permanece en funcionamiento.
El dispositivo de climatización y calefacción 5
está en modo climatización, los climatizadores 5a recalientan el
agua de la red 3.
La válvula de tres vías 7, mandada, por ejemplo,
por un contacto colocado en la posición de verano, está abierta
hacia una vía 9, permitiendo la circulación de agua de la red 3
hacia el enfriador 6, y cerrada hacia una vía 8, aislando, así, de
la red 3 la caldera 1.
La válvula de tres vías 7 está equipada con un
dispositivo de seguridad que impide la apertura hacia la vía 9, si,
al menos, un quemador de caldera 1 está en funcionamiento.
El agua recalentada durante el paso por el
dispositivo de climatización y calefacción 5 circula por la red 3
hasta el enfriador 6 que la mantiene a la temperatura deseada para
el buen funcionamiento del dispositivo 5.
El ciclo frigorífico del enfriador 6 comprende
una compresión o primario con la ayuda de un compresor 16, una
condensación a nivel del condensador 14, ventilado en función de la
alta presión 19, por el ventilador 17, una disminución de presión
con la ayuda de un reductor de presión 18 y una evaporación a nivel
del primario del intercambiador formado por el evaporador 12. Hay
que observar que, en el caso de la utilización de un ventilador
centrífugo, el enfriador 6 podrá estar unido al exterior por
conducciones de aire y encontrarse en el interior del local A.
La temperatura del agua a la salida del
secundario del evaporador 12 deberá mantenerse a un nivel que
permita al buen funcionamiento del dispositivo de climatización y
calefacción 5, sin provocar, por otra parte, ni enfriamiento, ni
recalentamiento a nivel de los elementos usuarios de calor 4 que
permanecen en posición en la red 3.
Este resultado se consigue con un agua, por
ejemplo, a 25ºC, o variable y mandada por la temperatura ambiente
del edificio.
Los climatizadores 5a del dispositivo de
climatización y calefacción 5 pueden estar equipados con medios que
permiten la introducción de sus aguas de condensación en la red de
calefacción 3, y al enfriador 6 está incorporado un dispositivo que
permite el tratamiento de estas aguas. No siendo los líquidos
compresibles, las aguas de condensación introducidas a presión en la
red de calefacción 3 son desechadas a nivel de la válvula de
descarga 19 integrada a nivel del circuito secundario de circulación
de agua del enfriador 6.
Esta válvula de descarga 19 cuyo mando es, por
ejemplo, presostático, permite evitar las sobrepresiones en la red
3. En el mismo tipo de realización, la introducción de las aguas de
condensación en la red de calefacción 3 puede provocar una variación
notable de su pH, y un regulador 20 de mantenimiento de pH puede
estar incorporado al enfriador 6.
A fin de evitar cualquier riesgo de acidificación
de la red, una alarma señala un eventual fallo del regulador 20 de
mantenimiento de pH o la necesidad de recargarlo de elemento básico
cuando se alcanza el nivel.
De una manera general, el dispositivo 6 comprende
medios de mando 21 y medios de conexión eléctrica 22 del ventilador
17 del condensador 14, de un motor de compresor 16 y, aquí, de
medios de conexión 21 a una fuente S de energía. Esta fuente S es,
aquí, la red eléctrica del local A.
El dispositivo 6 comprende, además, en sus medios
de mando, un dispositivo de seguridad 23. Este dispositivo 23 impide
el funcionamiento del enfriador de agua 6, con la ayuda de medios
que provocan la parada imperativa del compresor 16, si la válvula de
tres vías 7 está abierta hacia la vía 8 y/o si, al menos, un
quemador de la caldera 1 está en funcionamiento.
La figura 3 presenta un segundo modo de
realización que se refiere al enlace del enfriador 6 con la red de
calefacción central 3. El dispositivo utilizado permite la
explotación de una bomba 24 totalmente dedicada y adaptada al
funcionamiento en modo climatización y permite un basculamiento
automático de una válvula de dos vías 25 verano/invierno.
En modo calefacción, la válvula de dos vías 25,
provista de un medio de basculamiento verano/invierno que puede ser
manual o automático, como, por ejemplo, termostático en función de
la temperatura del agua que circula por la red 3, está cerrada, lo
que implica la puesta fuera de servicio de la bomba 24.
Este aislamiento del enfriador 6 con respecto a
la red 3 se efectúa para una temperatura de agua de un valor, por
ejemplo, superior a 35ºC, lo que es revelador del funcionamiento de
la caldera 1, siendo mantenida la red a 25ºC en modo climatización.
En la sala de calderas, el medio de producción 1 está en servicio,
así como la bomba 2 permite un funcionamiento normal de calefacción
en invierno. Del mismo modo que el descrito en la figura 2, están
previstos medios de rotura de conducción térmica 10, un medio de
inyección 11 permite paliar un eventual riesgo de congelación del
evaporador 12, mientras que un medio de descarga 13 permite paliar
las consecuencias de una eventual llegada de agua caliente a nivel
del evaporador 12.
En modo climatización, la válvula de dos vías 25
está abierta, lo que implica la puesta en servicio de la bomba 24.
La caldera 1 y la bomba 2 están paradas y el dispositivo de
climatización y calefacción 5 está en modo climatización.
El funcionamiento en modo climatización es,
entonces, estrictamente idéntico al descrito en la figura 2, e
integra, especialmente, si es necesario, medios de mantenimiento de
presión 19' y medios 20 de mantenimiento de pH. Un dispositivo de
seguridad 23 impide la apertura de la válvula 25, y provoca la
parada imperativa del compresor 16 cualquiera que sea la temperatura
de agua de la red 3, si, al menos, un quemador de la caldera 1 está
en funcionamiento.
La figura 4 representa un modo de realización que
coopera con la instalación de la figura 2 con un elemento de
enfriamiento ventilado integrado en el dispositivo de enfriamiento
mecánico y dispuesto en serie con respecto a éste.
En modo calefacción, la válvula de tres vías 7
está abierta hacia una vía 8 y permite un funcionamiento idéntico al
descrito en la figura 2.
En modo climatización, la válvula de tres vías 7
está abierta hacia una vía 9 y permite la circulación del fluido por
la red 3 hasta una válvula de tres vías 26. Esta válvula de tres
vías 26 provista de un medio de basculamiento como, por ejemplo,
termostático en función de la temperatura exterior, permite la
alimentación o la derivación de una batería aerorrefrigerante 32. El
agua de la red 3 es mantenida, por ejemplo, a 25ºC en modo
climatización, la válvula de tres vías 26 está abierta hacia una vía
27 permitiendo la alimentación de una batería aerorrefrigerante 32
para temperaturas exteriores inferiores, por ejemplo, a 25ºC.
Durante esta alimentación, el agua de la red 3 es
enfriada total o parcialmente a nivel de la batería
aerorrefrigerante 32, ventilada por el ventilador 17, en función de
la temperatura de la salida de agua de éste.
En consecuencia, el compresor 16 equipado con un
dispositivo de mando que puede ser, por ejemplo, termostático en
función de la temperatura de salida de agua de la batería 32, entra
en servicio o no. Hay que observar que, durante la puesta en
servicio, el ventilador 17 se encuentra gobernado en función de la
alta presión que hay que mantener a nivel del condensador 14, y no
en función de la temperatura de salida de agua de la batería 32,
teniendo esta última solamente una función de
pre-enfriamiento.
Para temperaturas exteriores superiores, por
ejemplo, a 25ºC, la válvula de tres vías 26 está abierta hacia una
vía 28 y cerrada hacia una vía 27 permitiendo la derivación de la
batería aerorrefrigerante 32 que, dejada en función de estos niveles
de temperatura exterior, provocaría un recalentamiento del
fluido.
En este caso típico, el mantenimiento de
temperatura del fluido de la red 3 está asegurado exclusivamente por
el compresor 16 que gobierna el ventilador 17 en función de la
temperatura de condensación. Por consiguiente, el funcionamiento en
modo climatización es totalmente idéntico al presentado en la
descripción de la figura 2. En este modo de realización hay que
observar la presencia de una válvula de tres vías 29 que permite
sufrir sin daño una eventual introducción de agua caliente a nivel
del enfriador 6 que puede ser debida a un apertura o fuga de la vía
9 de la válvula de tres vías 7 en modo calefacción. Esta válvula de
tres vías 29 está provista de un medio de basculamiento, como, por
ejemplo, una burbuja termostática aguas arriba que permite abrirse
hacia la vía 31, si la temperatura del fluido llega a ser, por
ejemplo, superior a 45ºC.
Así, permitiendo la apertura de la vía 31 la
derivación del evaporador 12, no se provoca ningún aumento de
presión demasiado importante a nivel del circuito frigorífico del
enfriador 6, correspondiendo, por ejemplo, una temperatura de agua a
45ºC, a 17 bares en el R22.
En funcionamiento normal, siendo la temperatura
del fluido inferior a 45ºC, la válvula de tres vías 29 está abierta
hacia una vía 30, permitiendo el paso del fluido al evaporador
12.
El dispositivo representado por la válvula de
tres vías 29 presenta la misma finalidad que la válvula de descarga
13 y puede ser explotado conjunta o independientemente con respecto
a ésta.
La válvula de tres vías 29 puede ser utilizada,
especialmente, de la misma manera a nivel de las figuras 2 y 3.
La figura 5 representa un modo de realización que
coopera con la instalación de la figura 3 con un elemento de
enfriamiento ventilado integrado en el dispositivo de enfriamiento
mecánico y dispuesto en serie con respecto a éste.
En modo calefacción, el funcionamiento es
idéntico al descrito en la figura 3.
En modo climatización, el funcionamiento es
idéntico al descrito en la figura 3 en lo que concierne a la
explotación del evaporador 12. La explotación de la batería
aerorrefrigerante 32 que permite un enfriamiento total o parcial del
fluido de la red 3 en cooperación con el evaporador 12 está de
acuerdo con la descripción de la figura 4. Lo mismo ocurre en lo que
concierne a la válvula de tres vías 29 de derivación del
intercambiador 12.
De acuerdo con la figura 8 que representa el caso
en que está disponible una fuente fría, el sistema de enfriamiento 6
puede ser reemplazado por un intercambiador 49 unido a la red de
calefacción por una válvula de 3 vías 7 de acuerdo con el mismo modo
que en la figura 2. Una válvula de 3 vías de mezcla 50 permite
obtener el mantenimiento de la red de calefacción a 25ºC repartiendo
su caudal de entrada entre las salidas 51 y 52. De la misma manera,
están previstos una válvula de descarga 19 y un regulador de pH
20.
La figura 9 representa otro modo de realización
concerniente a la unión del intercambiador 49 a la red de
calefacción. De la misma manera que en la figura 3, el dispositivo
utilizado permite explotar una bomba 24 dedicada y adaptada
totalmente al funcionamiento en modo climatización y obtener el
basculamiento automático de una válvula de 2 vías 25
verano/invierno.
Se ha descrito el funcionamiento del enfriador 6.
Se describe ahora el de los climatizadores 5a y del sistema de
derivación que puede estar integrado.
En funcionamiento en modo calefacción, la salida
del radiador 4 es dirigida hacia una vía 33, mientras que una vía 34
de una válvula de tres vías 35 está cerrada.
Una posición de la válvula 35 permite que la
salida del elemento 4 retorne a la red 3, por la canalización 36, no
estando el climatizador 5b en servicio.
Medios 37 de rotura de conducción térmica
permiten aislar de la red 3 de agua caliente un condensador 38 del
climatizador 5b.
Este condensador 38 comprende un primario 39 y un
secundario 40 unido a la red 3.
Los medios de rotura de conducción térmica 37
pueden ser aquí muy simples, como, por ejemplo, un tramo corto de
tubería de material poco conductor del calor, porque en este modo de
funcionamiento, el agua no circula por el condensador 38.
La instalación de calefacción funciona de modo
tradicional. En la sala de calderas, la caldera 1 está en servicio,
así como la bomba 2.
La válvula de tres vías 7 está abierta hacia la
vía 8 y cerrada hacia la vía 9 aislando, así, de la red de agua
caliente el enfriador 6 del agua de la red 3, que no está en
funcionamiento.
En funcionamiento en modo climatización, la
caldera 1 está parada. El climatizador 5b está en servicio.
Un evaporador 41 del climatizador 5b enfría el
aire ambiente del local A, transportado por un ventilador 42.
El ciclo frigorífico es tradicional con un
aumento de presión en el primario con la ayuda de un compresor 43,
condensación en el primario 39 del intercambiador formado por el
condensador 38, una disminución de presión con la ayuda de un
reductor de presión tal como un capilar 44 y de nuevo evaporación en
el evaporador 41.
El agua que circula por el secundario 40 del
condensador 38 es transportada por la red 3 de calefacción
central.
Esta agua, que proviene, como en modo
calefacción, de la salida del radiador 4 es dirigida por la válvula
de tres vías 35, cerrada hacia la vía 33 y abierta hacia la vía 34,
hacia el condensador 38.
El agua a la salida del climatizador 5b toma la
canalización 36 hacia el enfriador exterior 6, a través de la
válvula de tres vías 7, cuya vía 8 está cerrada y la vía 9 está
abierta, estando la bomba 2 en servicio.
Recalentándose el agua durante el paso por el
condensador 38, el enfriador 6 permite mantener el agua de la red 3
a la temperatura deseada para los condensadores 38.
El enfriamiento del aire ambiente durante el paso
por el evaporador 41 provoca condensación y el agua así recogida por
un colector 45 debe ser evacuada. Esto puede realizarse de modo
gravitatorio clásico, por circulación a través de pequeñas tuberías
flexibles o rígidas fáciles de colocar en zócalo. Estas aguas de
condensación pueden ser evacuadas por su introducción a presión en
la red de calefacción 3 por intermedio de una bomba 46 y de una
válvula antirretorno 47.
Para evitar las consecuencias debidas a la
llegada de agua caliente a presión a los condensadores 38 de los
climatizadores 5a puede realizarse un sistema de derivación.
Una válvula de descarga 48 del fluido del
condensador 38 hacia el evaporador 41 está prevista para cada
climatizador 5b, contorneando el reductor de presión 44.
Claims (16)
1. Sistema de calefacción y de climatización de
un local, comprendiendo el sistema:
- en el interior del local (A) que hay que
enfriar fuera del período de calefacción, un dispositivo de
climatización y de calefacción (5) que comprende, al menos, un
climatizador (5b), comprendiendo cada climatizador, especialmente,
un condensador (38) de agua que forma un intercambiador, un reductor
de presión (44), un evaporador (41) y un ventilador de evaporador
(42), y un compresor (43);
- un dispositivo de enfriamiento (6) del agua que
circula por los condensadores (38) del dispositivo de climatización,
que comprende, especialmente, un evaporador (12) que forma un
intercambiador, un compresor (16), un condensador (14) y un
ventilador (17) de condensador, y un reductor de presión (18);
- una red de calefacción central que funciona,
esencialmente, en período de calefacción para alimentar elementos de
calefacción (4) del dispositivo de climatización y de calefacción
(5) con la ayuda de, al menos, una caldera (1), utilizándose la red
(3) para la circulación de agua entre los condensadores (38) del
dispositivo de climatización (5) y el dispositivo de enfriamiento en
período de enfriamiento;
- medios de conexión del dispositivo de
enfriamiento y del dispositivo de climatización a la red de
calefacción central, que, en situación normal, en modo calefacción,
comprende medios de interdicción (7, 35, 25) de la llegada de agua
caliente al evaporador (12) del dispositivo de enfriamiento (6) y al
condensador (38) del dispositivo de climatización;
- caracterizado porque, al menos, uno de
los citados dispositivo de enfriamiento (6) y del dispositivo de
climatización (5), comprende medios de descarga (13, 48), que se
ponen en servicio, en modo calefacción, cuando el intercambiador
(12, 38) del citado dispositivo, respectivamente, el evaporador (12)
del dispositivo de enfriamiento (6) y, al menos, un condensador (38)
del dispositivo de climatización y de calefacción (5), reciben de la
red (3), de modo no deseado, un agua caliente que genera una alta
presión, especialmente, en caso de fallo de los medios de
interdicción (7, 35, 25) de la llegada del agua de la red al
intercambiador del citado dispositivo.
2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la temperatura del agua a la salida del
dispositivo de enfriamiento (6) en modo climatización es mantenida
próxima a 25ºC, para permitir el buen funcionamiento del dispositivo
de climatización y de calefacción (5).
3. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los medios de
descarga del dispositivo de enfriamiento (6) comprenden una válvula
de descarga (13) del fluido frigorígeno del evaporador (12) hacia el
condensador (14), de manera que se contornea el compresor (16).
4. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los medios de
descarga en cada climatizador (5b) del dispositivo de climatización
(5), comprenden una válvula de descarga (48) del fluido frigorígeno
del condensador (38) hacia el evaporador (41), de manera que se
contornea el reductor de presión (44).
5. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los medios de
interdicción comprenden un válvula de tres vías (7) que, en modo
calefacción, aísla de la red (3) el dispositivo de enfriamiento (6),
y, en modo climatización, une el dispositivo de enfriamiento (6) a
la red (3) y aísla de la red (3) la caldera (1).
6. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende una
válvula de descarga (19) a cuyo nivel son desechadas las aguas
introducidas a presión en la red de calefacción (3), a fin de evitar
una sobrepresión en la red (3).
7. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque comprende
primeros medios de rotura de conducción térmica (10) entre el
dispositivo de climatización y la red de calefacción (3) y segundos
medios de rotura de conducción térmica (37) entre el dispositivo de
enfriamiento (6) y la red de calefacción (3).
8. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque, en modo
calefacción, comprende un dispositivo que pone fuera de congelación
(11) el evaporador (12) del dispositivo de enfriamiento (6), que
comprende trazadores eléctricos, o medios de inyección (11) de agua
caliente, mandados en función de una temperatura de riesgo de
congelación próxima a 2ºC.
9. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende un
regulador de mantenimiento (20) de pH destinado a evitar la
acidificación de la red (3) de calefacción provocada por la
circulación de las aguas de condensación por la red.
10. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende,
además, medios de conexión (22) eléctrica del ventilador (17), de un
motor de compresor (16), de medios de interdicción (23) del
funcionamiento del compresor (16) en modo calefacción,
eventualmente, de medios de mando (21), a una fuente de energía (S)
tal como la red eléctrica del local (A).
11. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende una
válvula de dos vías (25) provista de un medio de basculamiento
automático verano/invierno puesto en funcionamiento en función de la
temperatura del agua de la red (3), que permite la explotación de
una bomba (24) dedicada al solo modo climatización:
- estando la válvula de dos vías (25) cerrada en
modo calefacción, y estando, entonces, aislado de la red (3) el
dispositivo de enfriamiento (6), a partir de una temperatura del
agua reveladora del funcionamiento de la caldera, por ejemplo, 35ºC
cuando la red (3) es mantenida a 25ºC en modo climatización;
- estando la válvula de dos vías abierta en modo
climatización, provocando la puesta en servicio de la bomba (24),
estando unido el dispositivo de enfriamiento (6) a la red (3),
impidiendo un dispositivo de seguridad (23) la apertura de la
válvula (25) y provocando la parada imperativa del compresor (16)
cualquiera que sea la temperatura de agua de la red (3) si la
caldera está en funcionamiento.
12. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque comprende un
elemento de enfriamiento de tipo batería aerorrefrigerante (32)
ventilada, integrado en el dispositivo de enfriamiento (6) y
dispuesto en serie con respecto al condensador (14), permitiendo un
medio de basculamiento (26), en modo climatización, la alimentación
de la batería (32) cuando la temperatura en el exterior del local es
inferior a la temperatura del agua de la red próxima a 25ºC.
13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 12,
caracterizado porque comprende una válvula de tres vías (29)
antes de la llegada al evaporador (12) provista de un medio de
basculamiento, que permite la circulación de fluido hacia el
evaporador en situación normal, por debajo de la temperatura normal
de este fluido del orden de 45ºC, y que permite el contorneo del
evaporador (12) para temperaturas superiores.
14. Instalación de climatización y de calefacción
caracterizada porque comprende, al menos, un sistema de
enfriamiento y de climatización de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes.
15. Procedimiento de instalación de un sistema
(31) de calefacción y climatización de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque comprende,
al menos, las etapas que prevén:
- instalación en el interior del local (A) del
dispositivo de climatización (5);
- instalación en el exterior del local (A) del
dispositivo de enfriamiento (6) del agua del dispositivo de
climatización (5) interior;
- instalación en el interior y/o el exterior del
local de medios hidráulicos tales como una válvula de tres vías (7)
aptos para permitir la circulación por el dispositivo de
enfriamiento (6) o de impedirla en modo climatización;
- conexión del dispositivo de enfriamiento y del
dispositivo de climatización (6) por una red de circulación de agua
de calefacción central (3), existente eventualmente en el local (A),
apta, por otra parte, para alimentar, al menos, un elemento (4) de
calefacción, de modo que esta red (3) permite, en modo
climatización, cuando la caldera (1) está parada, la circulación de
agua entre los condensadores (38) del dispositivo de climatización
(5) y el dispositivo de enfriamiento (6), y en modo calefacción un
funcionamiento de alimentación del elemento de calefacción (4).
16. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 15, caracterizado porque en el interior de un
local (A) que hay que enfriar se instalan varios dispositivos de
climatización, y en el exterior del local (A), al menos, un
dispositivo de enfriamiento común, al menos, a dos dispositivos de
climatización interiores.
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