ES2242450T3 - Unidad independiente de intercambio de calor, en particular para la ventilacion de un edificio. - Google Patents
Unidad independiente de intercambio de calor, en particular para la ventilacion de un edificio.Info
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Abstract
Unidad independiente de intercambio de calor adecuada para ser colocada en el interior de un edificio y que comprende una caja (12) provista de paredes (14, 30) que delimitan dos pasos de fluido que tienen una sección de forma ondulada, y medios de circulación de aire (38, 44, 46) adecuados para hacer circular a contracorriente en los dos pasos fluido, por una parte un flujo de aire nuevo (AN) tomado del exterior del edificio y, por otra parte, un flujo de aire viciado (AV) obtenido del interior del edificio, en la cual las paredes que delimitan los pasos de fluido comprenden una lámina flexible y fina (30) que forma pliegues (32), caracterizada porque las indicadas paredes son susceptibles de deformarse en función de las presiones respectivas del flujo de aire nuevo (AN) y del flujo de aire viciado (AV), porque los medios de circulación de aire comprenden al menos un ventilador de introducción (38) en la unidad independiente de intercambio de calor situado en una zona central de la caja (12) y adecuado para introducir en el interior del edificio un flujo de aire nuevo (AN) obtenido del exterior, y dos ventiladores de evacuación (44, 46) de la unidad independiente de intercambio de calor dispuestos respectivamente en dos zonas de extremo de la caja y adecuados para evacuar hacia el exterior del edificio un flujo de aire viciado procedente del interior, y porque comprende medios de accionamiento (52) adecuados para asegurar selectivamente la puesta en funcionamiento o la parada del (de los) ventiladores de introducción (38) y de uno y/u otro de los ventiladores de evacuación.
Description
Unidad independiente de intercambio de calor, en
particular para la ventilación de un edificio.
La invención se refiere a una unidad
independiente de intercambio de calor adecuada para ser colocada en
el interior de un edificio para asegurar, por ejemplo, la
ventilación y/o la climatización de una habitación o de un local en
el interior de este edificio.
La invención se refiere más particularmente a una
unidad independiente de intercambio de calor que comprende una caja
provista de paredes que delimitan dos pasos de fluido que tienen una
sección de forma ondulada y medios de circulación de aire adecuados
para hacer circular a contracorriente por los dos pasos de fluido,
por una parte un flujo de aire nuevo obtenido del exterior del
edificio, y por otra parte un flujo de aire viciado tomado del
interior del
edificio.
edificio.
Una unidad independiente de este tipo se describe
en la patente francesa nº 86 17714.
Esta unidad conocida permite asegurar la
ventilación y/o la climatización de una pieza o de un local en el
interior de un edificio intercambiando calor entre un fluido
primario y un fluido secundario, a saber respectivamente, aire nuevo
obtenido del exterior del edificio y aire viciado tomado del
interior del edificio.
El aire nuevo o externo introducido en el
edificio puede ser, según los casos, refrigerado o calentado por el
aire viciado interno destinado a ser expulsado fuera del edificio.
La ventilación del local o de la habitación se realiza así sin
provocar cambios notables de temperatura en el interior del
edificio.
En esta unidad conocida, los dos pasos de fluido
también llamados canales, formados en el interior de la caja, están
separados por una pared ondulada, generalmente una pared metálica,
que no se presta siempre a una limpieza fácil.
La invención trata particularmente de
proporcionar una unidad independiente de intercambio de calor del
tipo anteriormente citado que utiliza otros materiales que facilitan
la limpieza, que puede ser realizada de forma sencilla y a menor
coste y que puede ofrecer diferentes modos de funcionamiento con o
sin recuperación de calor.
La invención propone a este respecto una unidad
independiente de intercambio de calor definida por el objeto de la
reivindicación 1.
Así, la separación entre los dos pasos de fluido,
también llamados canales, se obtiene por una lámina flexible que
forma pliegues.
Esta lámina flexible presenta la ventaja de ser
ligera, de poder ser quitada y limpiada fácilmente, por ejemplo
mediante simple lavado, o poder ser fácilmente cambiada por una
lámina nueva.
Además, debido a su carácter flexible, sus
pliegues son deformables, de forma que las secciones de paso
ofrecidas respectivamente por los dos pasos de fluido pueden
modificarse en función de los caudales respectivos del flujo de
aire nuevo y del flujo de aire viciado.
De forma ventajosa, la lámina se realiza en un
material estanco al aire, tal como un tejido, un no tejido, un
material plástico, papel y análogos.
Este material puede ser estanco al vapor de agua,
si no se desea interacción entre los dos flujo de aire, o bien
permeable al vapor de agua, lo cual permite restituir una parte del
vapor de agua contenido en el aire viciado evacuado al exterior del
edificio.
Según otra característica más de la invención, la
caja es de forma general alargada, y los pliegues de la lámina
flexible tienen generatrices sustancialmente paralelas y que se
extienden en el sentido longitudinal de la caja.
En una forma de realización preferida, la caja se
coloca verticalmente y las generatrices de los pliegues son
sustancialmente verticales.
En este último caso, cuando la caja se encuentra
en disposición general vertical, los dos ventiladores de evacuación
están dispuestos respectivamente en la parte superior y en la parte
inferior de la caja.
Se puede entonces prever que la unidad comprenda
dos intercambiadores de calor asociados respectivamente a los dos
ventiladores de evacuación y que comprendan cada uno una lámina
flexible que delimita dos pasos de fluido.
En la descripción que sigue, realizada a título
de ejemplo, se hará referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
- La figura 1 es una vista frontal de una unidad
de intercambio de calor según la invención aplicada contra una
pared en el interior de un edificio.
- La figura 2 es una vista en sección según la
línea II-II de la figura 1.
- La figura 3 es una vista en sección, a escala
ampliada, según la línea III-III de la figura
1.
- La figura 4 es una representación esquemática
análoga a la de la figura 1 en un modo de funcionamiento.
- La figura 5 es una vista en sección según la
línea V-V de la figura 4.
- La figura 6 es una vista en sección según la
línea VI-VI de la figura 4.
- La figura 7 es una vista en sección según la
línea VII-VII de la figura 4.
- La figura 8 es una vista análoga a la de la
figura 4 en otro modo de funcionamiento.
- La figura 9 es una vista en sección según la
línea IX-IV de la figura 8.
- la figura 10 es una vista en sección según la
línea X-X de la figura 8.
- La figura 11 y última, es una vista en sección
según la línea XI-XI de la figura 8.
Se hará referencia primeramente a las figuras 1 a
3 que representan una unidad independiente de intercambio de calor
10, destinada a ser colocada en el interior de un edificio
aplicándose contra una pared M de este último.
Esta unidad 10 se presenta en forma de una caja
12 de forma general oblonga que puede presentar, por ejemplo, una
altura H del orden de 200 cm, una anchura L del orden de 30 cm y una
profundidad P del orden de 15 cm.
En el ejemplo, la caja 12 se extiende en una
dirección general vertical y está delimitada por dos paredes
laterales 11 y 13, una pared anterior 15, una pared posterior 17,
una pared superior 16 y una pared inferior 18 (figura 3). Además, la
caja está delimitada a media altura por una pared envolvente 14 en
saliente a uno y otro lado de las paredes laterales para formar un
ensanchamiento local.
La caja 12 se prolonga lateralmente, en su parte
central correspondiente a la pared envolvente 14, por un conducto 20
que forma tubo y está destinado para atravesar la pared M y para
desembocar en el exterior EXT del edificio (figuras 2 y 3). El
conducto 20, que forma parte integrante de la caja 12, se introduce
a este respecto en una abertura 22 previamente realizada en el
espesor de la pared M.
El conducto 20 tiene aquí una sección cuadrada
definida por lados de longitud l, siendo l superior a L, y está
dividido por un tabique 24 en dos conductos 26 y 28. El conducto 26
está destinado a admitir en la caja 12 un flujo de aire nuevo AN
(aire externo) obtenido del exterior del edificio. El conducto 28
es adecuado para evacuar hacia el exterior un flujo de aire viciado
AV (aire interior) sacado de la caja 12 y procedente del interior
del edificio.
En el interior de la caja 12 está situada una
lámina flexible y fina 30 que forma pliegues 32 a modo de una
cortina o análogo. Estos pliegues tienen aquí generatrices
sustancialmente paralelas entre sí y se extienden en el sentido
longitudinal de la caja. Dicho de otro modo, estas generatrices son
sustancialmente verticales. La lámina 30 está destinada a formar un
tabique de intercambio de calor delimitando, por un lado un paso de
fluido 34 que se comunica con el conducto 26 para la circulación del
flujo de aire nuevo AN y, por otro lado, un paso 36 en comunicación
con el conducto 28 para la circulación del flujo de aire viciado AV.
Estos pasos 34 y 36 permiten una circulación a contracorriente de
los dos flujos de aire, que constituyen respectivamente un flujo
primario y un flujo secundario, para permitir un intercambio de
calor entre ellos. La lámina 30 es de un material estanco al aire
que puede ser, por ejemplo, una lámina de tejido, una lámina no
tejida, una película de material plástico, una lámina de papel o
similar.
Un material de este tipo ofrece la ventaja de ser
particularmente ligero y de poder ser fácilmente quitado de la
caja, sea para ser lavado, por ejemplo a máquina si se trata de un
tejido o de una lámina de material plástico, o para ser pura y
simplemente sustituido por una lámina nueva. Además, como se verá
más adelante, debido a su flexibilidad, los pliegues de la lámina
pueden deformarse en función de las presiones respectivas del flujo
de aire nuevo AN y del flujo de aire viciado AV, para permitir
asegurar una abertura o un cierre accionado por uno u otro de los
pasos de fluido 34 y 36, en función de la modalidad de
funcionamiento deseada.
El material con el cual está formada la lámina 30
puede ser estanco al vapor de agua o permeable al vapor de agua con
el fin de restituir una parte del vapor de agua contenida en el aire
evacuado. Esto es interesante para mantener un cierto grado de
higrometría en el interior del edificio.
La unidad 10 de la invención comprende además
medios de circulación de aire para asegurar una circulación de los
flujos AN y AV. En el interior del conducto 26 está alojado un
ventilador de introducción 38 que tiene por función introducir en el
interior del edificio el flujo de aire nuevo AN obtenido del
exterior.
El flujo AN penetra en el caja 12 y más
particularmente en el paso 34. Se divide entre un flujo superior ANS
y un flujo inferior ANF (figuras 1 y 2). El flujo superior es un
flujo ascendente y abandona la caja por al menos una abertura 40
prevista en la parte superior, mientras que el flujo ANF es un flujo
descendente y deja la caja por al menos una abertura 42 prevista en
la parte inferior.
Por otro lado, en el interior de la caja 12 están
alojados dos ventiladores, a saber, un ventilador 44 en la parte
superior y un ventilador 46 en la parte inferior (figura 1). El
ventilador 44 está dispuesto por debajo de la pared superior 16, la
cual está provista de una abertura 48 adecuada para dejar pasar aire
viciado AV. Además, el ventilador 46 está situado por encima de la
pared inferior 18, la cual está provista de una abertura 50
adecuada para dejar pasar el aire viciado AV.
Como se verá más adelante, uno y/u otro de los
ventiladores 44 y 46 puede ser puesto en funcionamiento. Cuando el
ventilador 44 es accionado, un flujo de aire viciado, o flujo
superior AVS circula de forma descendente y llega al conducto 28
para ser evacuado hacia el exterior. Cuando el ventilador 46 es
accionado, un flujo de aire viciado es extraído por la parte
inferior del edificio y constituye un flujo ascendente o flujo
inferior AVF que abandona la caja por el conducto 28 para ser
evacuado hacia el exterior.
Así, en todos los casos, se realiza un
intercambio de calor por circulación a contracorriente entre el
aire nuevo obtenido del exterior del edificio y el aire viciado
tomado del interior del edificio, o sea por la parte superior, o la
parte inferior, o las dos a la vez.
Los ventiladores 38, 44 y 46 están conectados con
un cuadro de mando 52 representado esquemáticamente en la figura 1,
el cual puede estar colocado en la proximidad inmediata a la caja
12, o también integrado en ésta.
Este cuadro permite asegurar el accionamiento
selectivo de los tres ventiladores en función de las modalidades
deseadas, bien sea de forma manual o de forma automática, teniendo
eventualmente en cuenta valores de temperaturas en el interior y/o
en el exterior del edificio.
Ahora se hace referencia a las figuras 4 y 5 que
corresponden a las figuras 1 y 2 y representan esquemáticamente la
unidad 10 en una modalidad de funcionamiento con intercambio de
calor. En esta modalidad de funcionamiento, los tres ventiladores
38, 44 y 46 se ponen en funcionamiento. Ello significa que un flujo
de aire nuevo AN tomado del exterior se introduce en la habitación
por la parte superior y por la parte inferior, respectivamente por
las aberturas 40 y 42 de la caja. De igual modo, debido a que los
ventiladores 44 y 46 están en funcionamiento, un flujo de aire
viciado AV es extraído por la parte superior e inferior a través de
las aberturas 48 y 50 y es evacuado al exterior del edificio por el
conducto 28. Debido a que los ventiladores se encuentran en
funcionamiento, los pasos de fluido 34 y 36 se encuentran los dos
bajo presión y los pliegues de ondulación de la hoja 30 delimitan,
por uno y otro lado, canales abiertos que aseguran la circulación
respectiva de los dos fluidos (figuras 6 y 7).
Debido al intercambio de calor así realizado, el
flujo de aire nuevo AN que se introduce en la habitación se
encuentra refrigerado o calentado, según los casos, por intercambio
térmico con el flujo de aire viciado AV que es obtenido del
edificio y evacuado al exterior.
Se hace ahora referencia a las figuras 8 y 9 que
corresponden a las figuras 4 y 5, para un modo de funcionamiento
diferente, sin recuperación de calor.
En el ejemplo, el ventilador de introducción 38
(ventilador central) está en funcionamiento, el ventilador de
evacuación 44 se encuentra igualmente en funcionamiento, pero el
ventilador de evacuación 46 está parado, lo cual produce un
desequilibrio en el funcionamiento.
Resulta, como se puede apreciar en las figuras 10
y 11, que los pliegues de la hoja 30 adoptan configuraciones
diferentes, según se encuentre por encima del conducto 20 (ver
figura 10) o por debajo de este conducto (ver figura 11).
En la posición situada por encima del conducto
20, los dos pasos de fluido 34 y 36 son sometidos a una presión, si
bien los canales correspondientes están abiertos, tanto por el lado
de paso 34 como del lado de paso 36, lo cual asegura un pequeño
intercambio de calor entre el flujo de aire nuevo ascendente ANS y
el flujo de aire viciado descendente AVD extraído de la parte
superior.
Por el contrario, por debajo del conducto 20,
debido a que el ventilador 46 está parado, existe una diferencia de
presión notable entre los pasos de fluido 34 y 36. Debido a que el
paso 34 es atravesado por un flujo de aire a presión, mientras que
el paso 36 no es atravesado por un flujo de aire a presión, los
canales de este último paso se cierran, lo cual impide el
intercambio de calor. Resulta que prácticamente ningún aire viciado
es extraído a partir de la parte inferior de la caja.
Bien entendido, es posible prever detener el
ventilador 44 en la parte superior y poner en funcionamiento el
ventilador 46 situado en la parte inferior.
Resulta posible igualmente hacer funcionar los
ventiladores 44 y 46 de forma alterna, manteniendo en funcionamiento
el ventilador 38, y ello en función de la modalidad de
funcionamiento deseada por el usuario.
Igualmente, este modo de funcionamiento puede ser
obtenido por un control automático, por ejemplo por medio de un
termostato.
Así, se comprenderá que cuando los ventiladores
44 y 46 se encuentran los dos en funcionamiento, se produce
intercambio de aire con recuperación de calor. Por el contrario, si
uno solo de los dos se encuentra en funcionamiento, se produce
intercambio de aire sin recuperación de calor.
Cuando todos los ventiladores se encuentran en
funcionamiento, los canales delimitados de un lado y de otro de la
lámina están abiertos por toda su extensión y el aire circula
normalmente por los dos lados de la lámina con intercambio de
calor.
Cuando uno solo de los ventiladores de evacuación
se encuentra en funcionamiento, se produce un desequilibrio. Solo
los canales bajo presión están abiertos, mientras que los otros
están aplastados y prácticamente cerrados. El canal abierto dispone
de una mayor sección (prácticamente el doble) y proporciona por
consiguiente más caudal. Además, allí donde no existe doble flujo,
no se produce intercambio de calor.
Bien entendido, la invención no se limita a la
forma de realización descrita anteriormente a título de ejemplo y
se extiende a otras variantes.
Así, se comprenderá que la caja podría disponerse
en posición sustancialmente horizontal con sus ventiladores 44 y 46
colocados a la misma altura.
Igualmente, podría considerarse realizar la caja
en dos partes. formando cada una un intercambiador de calor con una
lámina flexible y uno de los ventiladores de evacuación. En este
caso cada intercambiador de calor puede comprender su propia caja e
incluir su propio ventilador de introducción y su propio ventilador
de evacuación.
Claims (8)
1. Unidad independiente de intercambio de calor
adecuada para ser colocada en el interior de un edificio y que
comprende una caja (12) provista de paredes (14, 30) que delimitan
dos pasos de fluido que tienen una sección de forma ondulada, y
medios de circulación de aire (38, 44, 46) adecuados para hacer
circular a contracorriente en los dos pasos fluido, por una parte un
flujo de aire nuevo (AN) tomado del exterior del edificio y, por
otra parte, un flujo de aire viciado (AV) obtenido del interior del
edificio, en la cual las paredes que delimitan los pasos de fluido
comprenden una lámina flexible y fina (30) que forma pliegues
(32),
caracterizada porque las indicadas paredes
son susceptibles de deformarse en función de las presiones
respectivas del flujo de aire nuevo (AN) y del flujo de aire viciado
(AV),
porque los medios de circulación de aire
comprenden al menos un ventilador de introducción (38) en la unidad
independiente de intercambio de calor situado en una zona central
de la caja (12) y adecuado para introducir en el interior del
edificio un flujo de aire nuevo (AN) obtenido del exterior, y dos
ventiladores de evacuación (44, 46) de la unidad independiente de
intercambio de calor dispuestos respectivamente en dos zonas de
extremo de la caja y adecuados para evacuar hacia el exterior del
edificio un flujo de aire viciado procedente del interior,
y porque comprende medios de accionamiento (52)
adecuados para asegurar selectivamente la puesta en funcionamiento o
la parada del (de los) ventiladores de introducción (38) y de uno
y/u otro de los ventiladores de evacuación (44, 46),
lo cual permite asegurar un funcionamiento con
intercambio de calor cuando los dos ventiladores de evacuación se
encuentran en funcionamiento y un funcionamiento sin intercambio de
calor cuando uno de los dos ventiladores de evacuación se encuentra
en funcionamiento y el otro parado.
2. Unidad según la reivindicación 1,
caracterizada porque la indicada lámina (30) está hecha de
un material estanco al aire, tal como un tejido, un material no
tejido, una materia plástica, papel y análogos.
3. Unidad según la reivindicación 2,
caracterizada porque el material de la lámina (30) es además
estanco al vapor de agua.
4. Unidad según la reivindicación 2,
caracterizada porque el material de la lámina (30) es además
permeable al vapor de agua.
5. Unidad según una de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizada porque la caja (12) es de forma general
alargada, y porque los pliegues (32) de la lámina flexible (30)
tienen generatrices sustancialmente paralelas y se extienden en el
sentido de la longitud de la caja.
6. Unidad según la reivindicación 5,
caracterizada porque la caja (12) está dispuesta
verticalmente, y porque las generatrices de los pliegues son
sustancialmente verticales.
7. Unidad según una de las reivindicaciones 1 a
6, caracterizada porque la caja es de colocación
generalmente vertical, y porque los dos ventiladores de evacuación
(44, 46) están dispuestos respectivamente en la parte superior y en
la parte inferior de la caja.
8. Unidad según una de las reivindicaciones 1 a
7, caracterizada porque comprende dos intercambiadores de
calor asociados respectivamente con los dos ventiladores de
evacuación (44, 46) y comprenden cada uno una lámina flexible
(30).
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