ES2254063T3 - Aparato purgador para instalar un acondicionante de aire. - Google Patents
Aparato purgador para instalar un acondicionante de aire.Info
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Abstract
Un aparato purgador para instalar un acondicionador de aire que está compuesto por una unidad exterior (A) que incluye un compresor (1) y un intercambiador térmico (3) de la unidad exterior y en la cual se carga un gas refrigerante, por una unidad interior (B) que incluye un intercambiador térmico (6) de la unidad interior que está abierta a la atmósfera, y por una tubería (C) de conexión que conecta dicha unidad exterior (A) y dicha unidad interior (B), en el cual el aire existente en dicho intercambiador térmico (6) de la unidad interior y en dicha tubería (C) de conexión es sustituido por dióxido de carbono, en el cual dicho dióxido de carbono es recogido por un aparato purgador (13); y en el cual, después de haber sido recogido dicho dióxido de carbono, el gas refrigerante existente en dicha unidad exterior (A) es cargado en dicho intercambiador térmico (6) de la unidad interior y en dicha tubería (C) de conexión, caracterizado porque dicho aparato purgador (13D) está provisto en su interior de un cuerpo estructural (18) de panal, y dicho cuerpo estructural (18) de panal está recubierto en su superficie con una capa de recubrimiento (18A) que está hecha principalmente de hidróxido cálcico, y una periferia exterior de un cuerpo de dicho aparato purgador (13D) está provista de aletas radiantes (19).
Description
Aparato purgador para instalar un acondicionador
de aire.
La presente invención está relacionada con un
aparato purgador para instalar en un acondicionador de aire y
particularmente para conectar una unidad interior y una unidad
exterior mediante tuberías de conexión.
Convencionalmente, un acondicionador de aire se
instala de tal modo que para purgar el aire se carga en una unidad
exterior una cantidad prescrita de gas refrigerante; el aire de las
tuberías de conexión y de la unidad interior se purga con el gas
refrigerante introducido por una válvula de dos vías del lado
líquido, y el gas refrigerante se descarga a la atmósfera por una
válvula denominada boca de servicio de una válvula de tres vías del
lado gas.
Además, convencionalmente, el acondicionador de
aire se instala de tal modo que después de haber dejado las tuberías
de conexión y la unidad interior en un estado suficientemente
evacuado mediante una bomba de vacío conectada a la válvula
denominada boca de servicio de la válvula de tres vías del lado gas,
se introduce el gas refrigerante en las tuberías de conexión y en la
unidad interior por la válvula de dos vías del lado líquido.
Sin embargo, las normativas ambientales contra la
destrucción de la capa de ozono, el calentamiento global y similares
se han vuelto muy estrictas en los últimos años; y descargar a la
atmósfera un gas refrigerante que tenga un alto coeficiente de
destrucción de la capa de ozono o un alto coeficiente de
calentamiento global cuando se instala el acondicionador de aire se
está convirtiendo en un problema.
Un procedimiento de instalación que utilice una
bomba de vacío es recomendable como procedimiento de instalación que
no descarga gas refrigerante. Sin embargo, es difícil usar la bomba
de vacío en lugares de instalación que tengan malas condiciones de
trabajo, como puede ser un tejado.
Además, para instalar el acondicionador de aire,
el procedimiento de instalación usando la bomba de vacío lleva más
tiempo que un procedimiento que utilice la purga convencional
mediante gas refrigerante de la unidad exterior y descargue el gas
refrigerante a la atmósfera.
La presente invención se ha llevado a cabo a la
vista de los problemas que tenían los procedimientos convencionales;
y es un objetivo de la invención proporcionar un aparato sencillo
para instalar un acondicionador de aire tomando en consideración la
influencia sobre el entorno.
El documento US 5 718 119 describe un sistema de
refrigeración que incluye una unidad exterior que tiene un compresor
de refrigeración y un intercambiador de calor, y una unidad interior
que tiene un intercambiador de calor y que se coloca donde se
precisa acondicionar el aire. Cuando se instala el sistema de
refrigeración, en primer lugar se conecta la unidad exterior a la
unidad interior a través de unas tuberías, y a continuación se
coloca un dispositivo de absorción de aire, que contiene zeolita
como adsorbente, en la unidad exterior, la unidad interior, o las
tuberías, para eliminar el aire. A continuación se separa el
dispositivo de absorción de aire del sistema de refrigeración, y se
hace circular refrigerante a través del sistema de
refrigeración.
El contenido del documento JP 05 13 79 36 es un
adsorbente de gas y el procedimiento para su fabricación, en el cual
unas delgadas hojas de plástico de un tamiz molecular y unas bolsas
elásticas están alternativamente superpuestas y el tamiz molecular
adopta una forma de panal al inflarse las bolsas a presión para
obtener un absorbente de gas. En el adsorbente de gas en forma de
panal puede introducirse un hilo de resistencia eléctrica. El
propósito del contenido del documento JP 05 13 79 36 es la
fabricación de un adsorbente de gas que tenga una gran área
superficial y una gran resistencia estructural, que apenas provoque
pérdida de presión y que pueda adsorber y desabsorber gas
eficientemente.
Para alcanzar estos y otros objetivos, según la
presente invención se proporciona un aparato purgador según se
reivindica en la reivindicación 1.
Según este modo, la presión del interior se
mantiene a un valor positivo cuando el aire es sustituido por
dióxido de carbono. Por lo tanto, cuando luego se pone la presión
del interior en comunicación con el aparato purgador, el estado de
presión positiva del interior se convierte en un iniciador de
convección de gas, el dióxido de carbono es rápidamente absorbido
por la zeolita del aparato purgador, y el dióxido de carbono puede
ser recogido rápidamente.
Además, según la presente invención, en el
anterior aparato purgador para instalar un acondicionador de aire,
el cuerpo de la estructura es un cuerpo de estructura en panal. Con
este modo es posible aumentar el área de contacto con el dióxido de
carbono, y acelerar la recogida del dióxido de carbono.
Además, según la presente invención, se
proporciona un aparato purgador para instalar un acondicionador de
aire que comprende un cuerpo estructural construido con unos
portadores revestidos por una capa hecha principalmente de hidróxido
cálcico. Con este modo, dado que el hidróxido cálcico sale a la
superficie del cuerpo estructural, es posible aumentar el área de
contacto para la reacción química con el dióxido de carbono.
Además, según la presente invención, en el
anterior aparato purgador para instalar un acondicionador de aire,
el cuerpo estructural es un cuerpo estructural en forma de panal.
Con este modo, es posible aumentar el área de contacto para la
reacción química con el dióxido de carbono, e impedir que el camino
del flujo sea obstruido por la expansión volumétrica en el momento
de la reacción química.
Además, según la presente invención, en el
anterior aparato purgador para instalar un acondicionador de aire se
incluye agua en una proporción de 0,1 a 10% de hidróxido cálcico en
peso. Con este modo, añadiendo una pequeña cantidad de agua al
hidróxido cálcico, este se convierte en un iniciador catalítico, y
puede acelerarse la velocidad de la reacción química de hidróxido
cálcico a carbonato cálcico, con lo cual aumenta la velocidad de
recogida.
Además, según la presente invención, en el
anterior aparato purgador para instalar un acondicionador de aire,
el hidróxido cálcico se mezcla con zeolita, alúmina activada o gel
de sílice, o varios de ellos, para formar la capa de revestimiento.
Con este modo, es posible retener agua mediante la zeolita, la
alúmina activada o el gel de sílice, y este agua se convierte en un
iniciador catalítico, y puede acelerarse la velocidad de reacción
química de hidróxido cálcico a carbonato cálcico, aumentando así la
velocidad de recogida.
Además, según la presente invención, en el
anterior aparato purgador para instalar un acondicionador de aire,
se provee una parte de radiación térmica, una parte de
refrigeración, o unas aletas radiantes, en el exterior del aparato
purgador. Con este modo, el calor de reacción generado por la brusca
reacción química puede ser transmitido eficientemente y difundido al
exterior, y puede evitarse que la velocidad de reacción
disminuya.
La Figura 1 es un diagrama de bloques de un ciclo
de refrigeración de un acondicionador de aire, utilizado en una
realización de la presente invención, al cual está conectado un
cilindro de dióxido de carbono;
la Figura 2 es un diagrama de bloques de un ciclo
de refrigeración de un acondicionador de aire, utilizado en una
realización de la presente invención, al cual está conectado un
aparato purgador;
la Figura 3 es una vista esquemática de un
aparato purgador según un primer ejemplo de la invención que no está
sujeto a las reivindicaciones;
la Figura 4 es una vista esquemática de un
aparato purgador según un segundo ejemplo de la invención que no
está sujeto a las reivindicaciones;
la Figura 5 es una vista esquemática de un
aparato purgador según una primera realización;
la Figura 6 es una vista en sección tomada por la
línea A-A de la Figura 5;
la Figura 7 es una vista seccionada y ampliada de
una parte esencial de un cuerpo estructural interior de la Figura
6;
la Figura 8 es una vista esquemática de un
aparato purgador según una segunda realización;
la Figura 9 es una vista en sección tomada por la
línea A-A de la Figura 8;
la Figura 10 es una vista seccionada y ampliada
de una parte esencial de un cuerpo estructural interior de la Figura
8; y
la Figura 11 es un gráfico que muestra la
relación entre el peso de zeolita cargado en el aparato purgador y
la presión después de diez minutos, como un tercer ejemplo de la
invención que no está sujeto a las reivindicaciones.
A continuación se explicarán unas realizaciones
de la presente invención con referencia a los dibujos.
Las Figuras 1 y 2 son unos diagramas de bloques
de un ciclo de refrigeración de un acondicionador de aire usado en
la realización. La Figura 1 muestra un estado en el cual está
conectado un cilindro de dióxido de carbono, y la Figura 2 muestra
un estado en el cual está conectado un aparato purgador.
En primer lugar, usando las Figuras 1 y 2, se
explicará la totalidad de la estructura del ciclo de refrigeración
que constituye el acondicionador de aire.
El ciclo de refrigeración comprende un compresor
1, una válvula 2 de cuatro vías, un intercambiador térmico 3 de la
unidad exterior, un dispositivo de expansión 4, un secador 5 y un
intercambiador térmico 6 de la unidad interior. El compresor 1, la
válvula 2 de cuatro vías, el intercambiador térmico 3 de la unidad
exterior, el dispositivo de expansión 4 y el secador 5 están
situados en una unidad exterior A, y el intercambiador térmico 6 de
la unidad interior está situado en una unidad interior B.
La unidad exterior A está provista de una válvula
7 de dos vías del lado líquido y una válvula 8 de tres vías del lado
gas. La unidad exterior A y la unidad interior B están conectadas
entre sí a través de unas tuberías de conexión 9 y 10 que usan la
válvula 7 de dos vías del lado líquido y la válvula 8 de tres vías
del lado gas. La válvula 7 de dos vías del lado liquido incluye una
parte roscada 7a, y al abrir la parte roscada 7a se ponen en mutua
comunicación una tubería situada en el lado de la unidad exterior A
y una tubería de conexión 9. La válvula 8 de tres vías del lado gas
incluye una parte roscada 8a y una boca 8b de servicio, y al abrir
esta parte roscada 8a se ponen en mutua comunicación una tubería
situada en el lado de la unidad exterior A y una tubería de
conexión 10.
Según se muestra en la Figura 1, a la boca 8b de
servicio puede conectarse un cilindro 11 de dióxido de carbono
utilizando un dispositivo 12 de conexión, o según se muestra en la
Figura 2, a la boca 8b de servicio puede conectarse un aparato
purgador 13 utilizando un dispositivo 14 de conexión. El cilindro 11
de dióxido de carbono o el aparato purgador 13 pueden ponerse en
comunicación con una tubería de conexión 10 a través del dispositivo
12 o 14 de conexión.
A continuación, mediante las Figuras 3 a 7, se
explicará una realización del aparato purgador que puede utilizarse
en la presente invención.
La Figura 3 es una vista esquemática del aparato
purgador según la primera realización.
En el aparato purgador 13A se cargan unas
partículas 15A y 15B de zeolita de forma esférica. Las partículas
15A de zeolita tienen un diámetro de calibre 6 a 8, y las partículas
15B de zeolita tienen un diámetro de calibre 4 a 6. El aparato
purgador 13A está provisto en su interior de una pantalla 16 para
separar una entrada C y las partículas 15A de zeolita, de manera que
las partículas 15A y 15B de zeolita quedan sujetas de un modo
seguro. Esta pantalla 16 tiene unos orificios con un diámetro tal
que las partículas 15A y 15B de zeolita no pueden atravesarlos. En
la presente realización, la relación de apertura está fijada a un
60%.
Según se muestra en la Figura 3, en el aparato
purgador 13A de la presente realización, las partículas 15A de
zeolita que tienen mayor diámetro se cargan más cerca de la entrada
C, y las partículas 15B de zeolita que tienen un mayor diámetro se
cargan en el lado profundo del aparato purgador 13A. Con esta
disposición, puede formarse un espacio para el camino del flujo que
sea mayor en el lado de la entrada C que en el lado del fondo. En la
presente realización, se cargó un total de 100 g de partículas 15A y
15B de zeolita.
La Figura 4 es una vista esquemática del aparato
purgador según la segunda realización.
En el aparato purgador 13B se cargan unas
partículas 15C de zeolita cilíndricas y huecas. Las partículas 15C
de zeolita tienen un tamaño de \diameter 5x7 mm y un espesor de 2
mm. El aparato purgador 13B está provisto en su interior de una
pantalla 16 para separar la entrada C y las partículas 15C de
zeolita, de manera que las partículas 15C de zeolita quedan sujetas
de un modo seguro. En la presente realización, la relación de
apertura está fijada a un 60%.
Según se muestra en la Figura 4, las partículas
15C de zeolita cilíndricas y huecas se cargan en el aparato purgador
13B. Por lo tanto puede agrandarse el espacio para el camino del
flujo, y puede aumentarse el área de contacto. En la presente
realización, se cargó un total de 100 g de partículas 15C de
zeolita.
Las Figuras 5 a 7 muestran un aparato purgador
según la tercera realización. La Figura 5 es una vista esquemática
del aparato purgador utilizado en la tercera realización. La Figura
6 es una vista en sección tomada por la línea A-A de
la Figura 5, y la Figura 7 es una vista seccionada y ampliada de una
parte esencial de un cuerpo estructural interior de la Figura 6.
Un aparato purgador 13C está provisto en su
interior de un cuerpo estructural 17 de panal. El cuerpo estructural
17 de panal tiene 400 celdas/645,16 mm^{2} (1 pulgada^{2})
(véase la Figura 6), y un volumen de
70\diameter x 90 mm; y está recubierto en su superficie con una capa 15D de recubrimiento que está hecha principalmente de zeolita con un peso total de 100 g.
70\diameter x 90 mm; y está recubierto en su superficie con una capa 15D de recubrimiento que está hecha principalmente de zeolita con un peso total de 100 g.
Las Figuras 8 a 10 muestran la cuarta
realización. La Figura 8 es una vista esquemática de un aparato
purgador según la cuarta realización. La Figura 9 es una vista en
sección tomada por la línea A-A de la Figura 8, y la
Figura 10 es una vista seccionada y ampliada de una parte esencial
de un cuerpo estructural interior de la Figura 8.
Un aparato purgador 13D está provisto en su
interior de un cuerpo estructural 18 de panal. Una periferia
exterior de un cuerpo del aparato purgador 13D está provisto de unas
aletas radiantes 19. El cuerpo estructural 18 de panal tiene 200
celdas/645,16 mm^{2} (1 pulgada^{2}) (véase la Figura 9), y un
volumen de
50\diameter x 65 mm.
50\diameter x 65 mm.
El cuerpo estructural 18 de panal está recubierto
en su superficie con una capa 18A de recubrimiento que está hecha
principalmente de hidróxido cálcico con un peso total de 10 g. Más
específicamente, la capa 18A de recubrimiento está hecha con 90% de
hidróxido cálcico en peso y 10% de zeolita tipo A en peso. La
zeolita tipo A, que absorbe agua fácilmente, puede retener un 10% de
agua en peso.
La reacción química de hidróxido cálcico a
carbonato cálcico se produce muy rápidamente, y en ese momento se
requiere una pequeña cantidad de agua como iniciador catalítico.
Para que el agua pueda actuar efectivamente como iniciador, es
preferible mezclar el hidróxido cálcico con un material que retenga
agua fácilmente, y en la presente realización se utiliza la zeolita
tipo A.
Durante la reacción química de hidróxido cálcico
a carbonato cálcico, al generarse un calor de reacción elevado, es
necesario difundir este calor al exterior, y en la presente
realización se proveen las aletas radiantes 19.
Dado que en la presente realización la zeolita
está mezclada con la capa 18A de recubrimiento, el agua retenida por
la zeolita es menos propensa a desasociarse, incluso cuando se
genera el calor de una reacción brusca, y por lo tanto actúa
efectivamente como iniciador catalítico.
A continuación se explicará un procedimiento para
instalar el acondicionador de aire con referencia a las Figuras 1 y
2.
Antes de instalar el acondicionador de aire, se
carga gas regriferante en la unidad exterior A, incluyendo el
compresor 1 y la unidad de intercambiador térmico exterior 3. En ese
momento, además del gas refrigerante necesario para el
funcionamiento, también se carga en la unidad exterior A el gas
refrigerante que se usará para la operación de purga. Por otra
parte, las tuberías de la unidad interior, tales como las del
intercambiador térmico interior 6 y las tuberías 9 y 10 de conexión,
no están herméticamente selladas sino que están abiertas a la
atmósfera.
En primer lugar, según se muestra en la Figura 1,
se conectan la unidad exterior A y la unidad interior B mediante las
tuberías 9 y 10 de conexión. En ese momento se cierra una parte
roscada 7a de una válvula 7 de dos vías del lado líquido y una parte
roscada 8a de una válvula 8 de tres vías del lado gas. Se monta el
cilindro 11 de dióxido de carbono en la boca 8b de servicio de la
válvula 8 de tres vías del lado gas utilizando el dispositivo 12 de
conexión.
Una vez montado el cilindro 11 de dióxido de
carbono en la boca 8b de servicio, se afloja ligeramente una parte
abocardada de la válvula 7 de dos vías del lado líquido. Entonces se
empuja el cilindro 11 de dióxido de carbono contra el dispositivo 12
de conexión a la vez que se le gira, introduciendo así el dióxido de
carbono contenido en el cilindro 11 de dióxido de carbono en la
tubería 10 de conexión y en la unidad interior B y en la tubería 9
de conexión. El aire contenido en las tuberías 9 y 10 de conexión y
en la unidad interior B, junto con el dióxido de carbono
introducido, es descargado a la atmósfera por la parte aflojada de
la parte abocardada de la válvula 7 de dos vías del lado
líquido.
A continuación se cierra fuertemente la parte
abocardada de la válvula 7 de dos vías del lado líquido,
manteniéndose la presión en las tuberías 9 y 10 de conexión y en la
unidad interior B a una presión positiva (alrededor de 0,1
kgf/cm^{2}).
A continuación se retira de la boca 8b de
servicio el dispositivo 12 de conexión junto con el cilindro 11 de
dióxido de carbono.
Luego, según se muestra en la Figura 2, se monta
el aparato purgador 13 en la boca 8b de servicio usando el
dispositivo 14 de conexión.
El aparato purgador 13 se monta en el dispositivo
14 de conexión empujándolo contra el dispositivo 14 de conexión y
girándolo a la vez. Mediante esta operación de montaje, el interior
del aparato purgador 13 es puesto en comunicación con la tubería 10
de conexión.
Al poner el aparato purgador 13 en comunicación
con la tubería 10 de conexión, el dióxido de carbono contenido en
las tuberías 9 y 10 de conexión y en la unidad interior B penetra en
el aparato purgador 13 a través de la boca 8b de servicio.
En las realizaciones primera a tercera, el
dióxido de carbono introducido es físicamente absorbido y recogido
por la zeolita contenida en el aparato purgador 13, mientras que en
la cuarta realización el dióxido de carbono introducido se convierte
en carbonato cálcico por reacción química con el hidróxido cálcico,
y así es recogido.
Una vez recogido el dióxido de carbono, se afloja
ligeramente la parte roscada 7a de la válvula 7 de dos vías del lado
líquido, y el gas refrigerante contenido en la unidad exterior A
penetra en las tuberías 9 y 10 de conexión y en las tuberías de la
unidad interior B y las pone a presión positiva (alrededor de 0,2
kgf/cm^{2}).
A continuación, se desmonta de la boca 8b de
servicio el dispositivo 14 de conexión junto con el aparato purgador
13, y se abre completamente la parte roscada 7a de la válvula 7 de
dos vías del lado líquido.
Por último se abre también completamente la parte
roscada 8a de la válvula 8 de tres vías del lado gas, y se completa
la instalación del acondicionador de aire.
En las realizaciones anteriores, el volumen de
las tuberías de la unidad interior B era de 1,5 litros, incluyendo
el intercambiador térmico 6 de la unidad interior y las tuberías 9 y
10 de conexión.
La anterior operación de instalación se llevó a
cabo utilizando el aparato purgador 13A de la primera realización
representado en la Figura 3.
Como consecuencia, la presión en la tubería de la
unidad interior B, incluyendo el intercambiador térmico 6 de la
unidad interior, y en las tuberías 9 y 10 de conexión alcanzó una
atmósfera negativa suficiente (igual o inferior a 10 mmHg) en cuatro
minutos.
A continuación se llevó a cabo la anterior
operación de instalación utilizando el aparato purgador 13B de la
segunda realización representado en la Figura 4.
Como consecuencia, la presión en la tubería de la
unidad interior B, incluyendo el intercambiador térmico 6 de la
unidad interior, y en las tuberías 9 y 10 de conexión alcanzó una
atmósfera negativa suficiente (igual o inferior a 10 mmHg) en tres
minutos.
A continuación se llevó a cabo la anterior
operación de instalación utilizando el aparato purgador 13C de la
tercera realización representado en las Figuras 5 a 7.
Como consecuencia, la presión en la tubería de la
unidad interior B, incluyendo el intercambiador térmico 6 de la
unidad interior, y en las tuberías 9 y 10 de conexión alcanzó una
atmósfera negativa suficiente (igual o inferior a 10 mmHg) en dos
minutos.
A continuación se llevó a cabo la anterior
operación de instalación utilizando el aparato purgador 13D de la
cuarta realización representado en las Figuras 8 a 10. Como
consecuencia, la presión en las tuberías 9 y 10 de conexión y en la
tubería de la unidad interior B alcanzó una atmósfera negativa
suficiente (igual o inferior a 50 mmHg) en tres minutos.
Cuando se comparan las anteriores realizaciones,
el cuerpo estructural de panal recubierto con zeolita, de la tercera
realización, alcanzó más rápidamente la presión negativa
suficiente.
Sin embargo, en la tercera realización, el
recipiente del cuerpo de aparato purgador necesario para alojar 100
g de zeolita aumenta adversamente de tamaño con respecto a las
realizaciones primera y segunda. El aparato purgador que aloja
directamente las partículas esféricas de zeolita según la primera
realización es más compacto. Por lo tanto, es preferible elegir un
aparato purgador adecuado considerando tanto el tiempo necesario
para la operación de instalación como el tamaño de la herramienta
necesaria para la operación.
En cada una de las realizaciones, una vez
sustituido el aire interior por dióxido de carbono, la operación
siguiente se llevó a cabo en un estado en el cual la presión en cada
una de las tuberías 9, 10 de conexión y la tubería de la unidad
interior B se mantuvo a unos 0,1 kgf/cm^{2}. El nivel de presión
positiva requerido en ese momento debe ser ligeramente positivo
respecto a la presión atmosférica, y es preferible que esa presión
sea igual o inferior a 0,3 kgf/cm^{2}. Con este nivel de presión,
al poner las tuberías en comunicación con el interior del aparato
purgador 13D se genera la convección del gas y el dióxido de carbono
puede ser recogido fácilmente. Además, aunque la presión sea
inferior a la presión atmosférica, puede obtenerse el mismo efecto
si la presión es superior a la presión del aparato purgador 13. Para
alcanzar el mismo efecto, puede hacerse que la presión en el aparato
purgador 13 sea una presión negativa (por ejemplo, igual o inferior
a 1 mmHg) de manera que pueda realizarse la convección de gas desde
las tuberías 9, 10 de conexión y la tubería de la unidad interior B
hacia el aparato purgador 13.
Aunque en la primera realización se utilizaron
partículas de zeolita esféricas, la forma de las partículas de
zeolita puede ser una forma esférica oval, y si las partículas de
zeolita están formadas con bultos y huecos para aumentar su área
superficial, puede obtenerse un mayor efecto. Además, aunque en la
primera realización se utilizaron partículas de zeolita esféricas de
diferentes tamaños, pueden utilizarse partículas de zeolita que
tengan diferentes formas. En este caso, es preferible colocar las
partículas de zeolita que tengan la mayor área superficial en el
lugar más cercano a la entrada.
En la tercera realización se utilizó un cuerpo
estructural de panal. Puede obtenerse el mismo efecto si se utiliza
un cuerpo estructural corrugado. Un cuerpo estructural que pueda ser
utilizado para la presente invención no se limitará a las
realizaciones anteriores. Tal cuerpo estructural será apropiado si
tiene suficientes orificios de comunicación entre la entrada y el
fondo del aparato purgador, y si la zeolita puede apoyarse sobre la
superficie o el interior de tal cuerpo estructural de manera que el
área de contacto sea suficientemente grande. Además, empleando un
cuerpo estructural tal como el cuerpo estructural de panal o el
cuerpo estructural corrugado, el aparato purgador puede
transportarse convenientemente, ya que, aunque el aparato purgador
sufriera un impacto, la zeolita fijada al cuerpo estructural es
menos propensa a romperse y hacerse polvo.
En la cuarta realización se utilizó un cuerpo
estructural de panal. Aquí también puede obtenerse el mismo efecto
si se utiliza un cuerpo estructural corrugado. Un cuerpo estructural
que pueda ser utilizado para la presente invención no se limitará a
las realizaciones anteriores. Tal cuerpo estructural será apropiado
si tiene suficientes orificios de comunicación entre la entrada y el
fondo del aparato purgador, y si el hidróxido cálcico puede apoyarse
sobre la superficie o el interior de tal cuerpo estructural de
manera que el área de contacto sea suficientemente grande para unas
reacciones químicas eficaces. Además, el cuerpo estructural
utilizable en esta realización deberá tener una estructura tal que
no provoque entorpecimiento al paso de gas, incluso cuando el
volumen del cuerpo estructural se dilate debido a la reacción
química. Además, en esta realización, el aparato purgador 13D está
provisto de unas aletas 19 de radiación. No obstante, también es
efectivo suprimir la generación de calor interno enfriando desde el
exterior. Por ejemplo, se consigue un enfriamiento eficaz
sumergiendo parcialmente el aparato purgador en un tanque de agua e
impulsando aire sobre las aletas 19 de radiación.
En las realizaciones primera a tercera, aunque se
utilizaron 100 g de zeolita cuando el volumen total de la tubería de
la unidad interior B y de las tuberías 9 y 10 de conexión era de 1,5
litros, el peso de zeolita con el cual se consiguió el efecto de
estas realizaciones era igual o superior a 60 g por litro de volumen
total de la tubería de la unidad interior B y de las tuberías 9 y 10
de conexión. Con este peso de zeolita, el dióxido de carbono fue
atrapado en dos a cinco minutos y se obtuvo el estado de presión
negativa de 10 a 30 mmHg. Aunque no existe ningún problema si la
cantidad de zeolita supera el valor anterior, es preferible no
aumentar excesivamente la zeolita porque el envase para contener el
material del purgador se hace muy grande. Si la cantidad de zeolita
es inferior a 60 g, la velocidad a la cual la presión se hace
suficientemente negativa resulta muy lenta, y puede que se
sacrifique uno de los objetivos de la presente invención.
La Figura 11 es un gráfico que muestra la
relación entre el peso de zeolita cargado en el aparato purgador y
la presión que se alcanzó al cabo de diez minutos. En el experimento
que se muestra en la Figura 11, se midió la presión siendo 1,5
litros el volumen de la tubería de la unidad interior B y de las
tuberías 9 y 10 de conexión. Por lo tanto, si el volumen es de 1
litro, se obtendrá un efecto suficiente incluso con 60 g de zeolita
o menos, pero puesto que la recogida del dióxido de carbono se
obstaculiza si se absorbe agua, se concibe que en la práctica son
preferibles de 60 a 100 g de zeolita por litro.
En la cuarta realización, aunque se usaron 9 g de
hidróxido cálcico con un volumen de tubería de la unidad interior B
y de las tuberías 9 y 10 de conexión de 1,5 litros, el peso de
hidróxido cálcico con el que pudo obtenerse el efecto suficiente de
la realización fue 6,6 a 16,5 g. El peso estequiométrico necesario
para que el hidróxido cálcico atrape 1,5 litros de dióxido de
carbono es 4,95 g a 25ºC. Por lo tanto, el peso de hidróxido cálcico
por litro de volumen de la tubería de la unidad interior B y de las
tuberías 9 y 10 de conexión es 3,30 g. Sin embargo, en la presente
invención, para recoger rápidamente el dióxido de carbono son
necesarias dos a cinco veces de hidróxido cálcico. Usando dos a
cinco veces de hidróxido cálcico, el dióxido de carbono pudo
recogerse en dos a cinco minutos y se obtuvo el estado de presión
negativa de 10 a 50 mmHg.
En la realización, la cantidad de agua con
respecto al hidróxido cálcico fue de 1% en peso, pero la cantidad de
agua aplicable a la presente invención fue de 0,1 a 10% en peso. Si
la cantidad era inferior a 0,1% en peso, la cantidad de agua era
demasiado pequeña para actuar de iniciador de la reacción
catalítica, y se tardaba tiempo en recoger el dióxido de carbono.
Por otro lado, si la cantidad de agua superaba el 10% en peso, se
generaba vapor de agua por reacción química, y el vapor penetraba en
las tuberías de conexión, lo cual no es preferible en términos de
fiabilidad. En la presente realización se utilizó zeolita para
retener el agua. Similarmente, como materiales para retener y no
desabsorber el agua, se encontraron aplicables la alúmina activada,
el gel de sílice y similares. Como un factor de los materiales
aplicables, resultó preferible una superficie especifica de 100
m^{2}/g.
Aunque para la explicación del procedimiento de
instalación de las presentes realizaciones se utilizó la unidad
interior con una válvula normal de dos vías y una válvula de tres
vías, la presente invención también puede aplicarse a una unidad
interior que tenga una válvula de tres vías y otra válvula de tres
vías. Además, aunque la instalación se llevó a cabo usando dos
clases de dispositivos de conexión para la válvula de dos vías, el
dispositivo de conexión puede tener una forma de bifurcación en T, y
el dióxido de carbono puede ser introducido por una de las partes de
conexión y recogido por la otra parte de conexión. Es preferible
usar normalmente el mismo dispositivo de conexión.
En cada una de las anteriores realizaciones, se
colocó en la unidad exterior A un secador 5. Con un procedimiento de
instalación que utilice una bomba de vacío, también puede eliminarse
el agua que sale de la unidad interior A y de las tuberías 9 y 10 de
conexión aumentando el tiempo de funcionamiento de la bomba de
vacío, pero con un procedimiento de purga que utilice gas
refrigerante como en la presente invención es difícil eliminar
suficientemente el agua. Por lo tanto, proporcionando el secador 5
en el ciclo de refrigeración, es posible asegurar la fiabilidad a
largo plazo del acondicionador de aire.
Como puede apreciarse por las realizaciones
anteriores, según la presente invención, puesto que se utiliza la
absorción física o reacción química sin utilizar una fuente de
energía, es posible completar la operación de instalación en un
corto tiempo. Además, puesto que a la atmósfera se descarga dióxido
de carbono en lugar de un gas refrigerante que produzca problemas
ambientales, la influencia sobre el calentamiento global es
extremadamente baja.
Además, según la presente invención, la presión
del interior se mantiene positiva después de haber sustituido el
aire por dióxido de carbono. Por lo tanto, cuando luego se pone en
comunicación la presión del interior con el aparato purgador, el
estado de presión positiva del interior se convierte en un iniciador
para la convección de gas, por lo que el dióxido de carbono es
rápidamente absorbido por la zeolita del aparato purgador (o
recogido como consecuencia de la reacción química del calcio que
pasa de hidróxido cálcico a carbonato cálcico).
Además, según la presente invención, la presión
del interior se mantiene a una presión superior a la del aparato
purgador después de haber sido sustituido el aire por dióxido de
carbono. Por lo tanto, cuando luego se pone en comunicación la
presión del interior con el aparato purgador, el estado de presión
más elevado del interior se convierte en un iniciador de la
convección del gas, por lo que el dióxido de carbono es rápidamente
absorbido por la zeolita del aparato purgador (o recogido como
consecuencia de la reacción química del calcio que pasa de hidróxido
cálcico a carbonato cálcico).
Además, según la presente invención, cuando se
utiliza el cuerpo estructural, dado que existe zeolita sobre la
superficie del cuerpo estructural, puede aumentarse el área de
contacto con el dióxido de carbono, y recoger rápidamente el dióxido
de carbono.
Además, según la presente invención, se utiliza
el aparato purgador con 60 g o más de zeolita por litro de volumen
de la tubería de la unidad interior y de las tuberías de conexión.
Por lo tanto, si se fija el peso de zeolita tomando en consideración
el volumen de la tubería de la unidad interior y de las tuberías de
conexión, es posible recoger el dióxido de carbono a una velocidad
suficiente.
Además, según la presente invención, el cuerpo
estructural comprende unos portadores recubiertos de una capa hecha
principalmente de zeolita. Mediante esta estructura, dado que existe
zeolita sobre la superficie del cuerpo estructural, es posible
aumentar el área de contacto con el dióxido de carbono.
Además, según la presente invención, empleando el
cuerpo estructural de panal o el cuerpo estructural corrugado, es
posible aumentar el área de contacto con el dióxido de carbono, y
acelerar la recogida del dióxido de carbono.
Además, según la presente invención, formando un
espacio del camino de flujo que sea mayor en el lado de la entrada
que en el lado del fondo, es posible difundir suavemente el dióxido
de carbono en el aparato purgador.
Además, según la presente invención, usando
partículas de zeolita cilíndricas y huecas, el camino de flujo
necesario para difundir el dióxido de carbono puede asegurarse
suficientemente, y es posible acelerar la purga del dióxido de
carbono.
Además, según la presente invención, las
partículas de zeolita con una mayor área superficial se cargan en el
aparato purgador más cerca de la entrada que del fondo, y es posible
difundir suavemente el dióxido de carbono en el aparato
purgador.
Además, según la presente invención, usando
partículas de zeolita esféricas o columnares, puede asegurarse
suficientemente un camino de flujo necesario para difundir el
dióxido de carbono, y cargando las partículas de zeolita que tengan
mayor área superficial en el aparato purgador más cerca de la
entrada que de la salida, es posible difundir suavemente el dióxido
de carbono en el aparato purgador.
Además, según la presente invención, puesto que
en el aparato purgador existe un material de purga en el cuerpo
estructural que tiene unas bocas de comunicación, es posible
aumentar el área de contacto para la reacción de difusión entre el
material de purga y el dióxido de carbono, e impedir que se cierre
el camino del flujo por la dilatación de volumen en el momento de la
reacción química.
Además, según la presente invención, se provee en
el exterior del aparato purgador una parte radiante de calor o una
parte de refrigeración, el calor de reacción generado por la brusca
reacción química puede transmitirse y difundirse al exterior
eficientemente, y la presión en las tuberías de conexión y en la
unidad interior puede ponerse en estado negativo, es decir igual o
inferior a 50 mmHg.
Además, según la presente invención, usando una
cantidad de material de purga que tenga de dos a cinco veces el peso
estequiométrico con respecto al volumen de las tuberías de conexión
y de la unidad interior, puede ponerse en estado negativo la presión
en las tuberías de conexión y en la unidad interior, es decir, 50
mmHg o menos, con una velocidad suficiente.
Además, según la presente invención, añadiendo
una pequeña cantidad de agua al hidróxido cálcico, este se convierte
en un iniciador catalítico, y se acelera la velocidad de la reacción
química del hidróxido cálcico a carbonato cálcico.
Además, según la presente invención, recogiendo
el dióxido de carbono que ha sustituido al aire en el intercambiador
térmico de la unidad interior y en las tuberías de conexión
utilizando el aparato purgador anteriormente descrito para la
instalación, puede recogerse rápidamente el dióxido de carbono, y
puede llevarse a cabo convenientemente la operación de
instalación.
Claims (4)
1. Un aparato purgador para instalar un
acondicionador de aire que está compuesto por una unidad exterior
(A) que incluye un compresor (1) y un intercambiador térmico (3) de
la unidad exterior y en la cual se carga un gas refrigerante, por
una unidad interior (B) que incluye un intercambiador térmico (6) de
la unidad interior que está abierta a la atmósfera, y por una
tubería (C) de conexión que conecta dicha unidad exterior (A) y
dicha unidad interior (B),
en el cual el aire existente en dicho
intercambiador térmico (6) de la unidad interior y en dicha tubería
(C) de conexión es sustituido por dióxido de carbono,
en el cual dicho dióxido de carbono es recogido
por un aparato purgador (13);
y en el cual, después de haber sido recogido
dicho dióxido de carbono, el gas refrigerante existente en dicha
unidad exterior (A) es cargado en dicho intercambiador térmico (6)
de la unidad interior y en dicha tubería (C) de conexión,
caracterizado porque
dicho aparato purgador (13D) está provisto en su
interior de un cuerpo estructural (18) de panal, y dicho cuerpo
estructural (18) de panal está recubierto en su superficie con una
capa de recubrimiento (18A) que está hecha principalmente de
hidróxido cálcico,
y una periferia exterior de un cuerpo de dicho
aparato purgador (13D) está provista de aletas radiantes (19).
2. Un aparato purgador para instalar un
acondicionador de aire según la reivindicación 1,
en el cual dicho aparato purgador (13) incluye
6,6 g o más de hidróxido cálcico por litro de volumen de una tubería
de dicha unidad interior (B) y de dicha tubería (C) de conexión.
3. Un aparato purgador para instalar un
acondicionador de aire según la reivindicación 1,
en el cual se incluye agua en una cantidad de 0,1
a 10% en peso del hidróxido cálcico.
4. Un aparato purgador para instalar un
acondicionador de aire según la reivindicación 1,
en el cual dicho hidróxido cálcico es mezclado
con al menos una de entre zeolita, alúmina activada o gel de sílice
para formar dicha capa de recubrimiento.
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