ES2254889T3 - Sistema de climatizacion. - Google Patents

Abstract

Sistema de climatización de aire (1) de un espacio de un vehículo automóvil, que comprende al menos una célula (2) del tipo Peltier que comprende al menos una cara exotérmica y al menos una cara endotérmica (6, 7), medios de alimentación eléctrica (5) de la citada célula, medios de aspiración (14) del citado aire, medios de intercambio (15) entre el aire aspirado y una primera cara de la citada célula situados en prolongación de los citados medios de aspiración, medios de guía (16) del flujo de aire que sale de los citados medios de intercambio, un dispositivo de transporte (3) de la producción térmica de una segunda cara de la citada célula fuera del espacio en el que el citado flujo de aire será dirigido por los citados medios de guía, caracterizado porque el citado dispositivo de transporte comprende al menos un medio (8) del tipo de tubo térmico y, en prolongación de este último, un medio disipador (12) de la energía térmica así transportada que obliga a la producción térmica de la citada segunda cara que se va a disipar fuera del citado espacio en el que el citado flujo de aire es dirigido por los medios de guía (16) para permitir, según la polaridad de los citados medios de alimentación, enfriar o calentar selectivamente el citado espacio con la ayuda del citado aire aspirado.

Description

Sistema de climatización.

La invención se refiere a un sistema de climatización y más particularmente a un tal sistema integrable en el habitáculo de un vehículo automóvil para acondicionar el espacio de los pasajeros de la parte trasera. Un sistema según el preámbulo está divulgado en el documento WO99/10191.

Los sistemas de climatización actuales utilizan la técnica muy conocida de la bomba de calor. En un vehículo automóvil, esta técnica es utilizada para regular la temperatura en el habitáculo. Así, existen aireadores provistos de aire climatizado por ejemplo sobre el salpicadero, en las puertas delanteras, bajo los asientos o también sobre los pies del medio.

Sin embargo, es difícil, a partir del climatizador principal, proporcionar aire acondicionado a los pasajeros de la parte trasera. En efecto, los conductos son difícilmente integrables en otra parte que no sea bajo los asientos de los pasajeros de la parte delantera. Así, para proporcionar aire acondicionado a los pasajeros de la parte trasera las técnicas actuales consisten en añadir un climatizador adicional voluminoso, así como aireadores adicionales provistos de aire por este climatizador.

El objetivo de la presente invención es paliar en todo o en parte los inconvenientes citados precedentemente proponiendo un sistema de climatización de constitución simple y fácilmente integrable.

A este efecto, la invención se refiere a un sistema de climatización de aire según la primera reivindicación.

Esto permite limitar las piezas del sistema y mejorarlo en la proximidad del espacio que se va a acondicionar derivando más lejos la producción de la segunda cara.

Ventajosamente, los citados medios de intercambio comprenden, según la invención, un recinto sensiblemente paralelepipédico que contiene al menos una lámina paralela al citado flujo de aire aspirado, siendo los materiales del citado recinto y las citadas láminas conductores térmicos para permitir la homogeneización y la optimización del intercambio térmico en el citado recinto. Esto permite una superficie de intercambio mayor y un aire expulsado a una temperatura sensiblemente uniforme.

Según la invención, el sistema puede utilizar el disipador que existe ya en el maletero.

El dispositivo de transporte comprende además, ventajosamente según la invención, medios de ventilación propios para acelerar el citado transporte cooperando con el citado medio disipador. Esto permite complementariamente, por ejemplo, que un "radiador" o un simple conducto de salida, evacuen más rápidamente la energía térmica.

De manera ventajosa, el citado medio del tipo de tubo térmico comprende, según la invención, un tubo estanco metálico que contiene un fluido portador del calor que permite al citado fluido portador de calor, en contacto con la producción térmica de la citada segunda cara de la célula del tipo Peltier, cambiar de fase localmente induciendo un efecto capilar adecuado para desplazar la energía de la citada producción térmica. Esto permite gracias a este tubo transportar la energía térmica sin tener que utilizar líquido frigorígeno ni bomba en un volumen mínimo.

La invención se refiere igualmente a un vehículo automóvil caracterizado porque comprende un sistema de climatización como el precedentemente citado. Estando este último montado de forma preferencial en el habitáculo para permitir acondicionar el espacio de los pasajeros de la parte trasera.

Otras particularidades y ventajas se harán claramente evidentes a partir de la descripción que se hace a continuación, a título indicativo y no limitativo, en referencia a la única figura referenciada que representa un esquema general del sistema de climatización de acuerdo con la invención.

Como se ilustra en el ejemplo de la figura 1, se puede ver que el sistema de climatización 1 comprende tres elementos distintos, la célula 2 de efecto Peltier, una primera zona térmica 3 y una segunda zona térmica 4.

La célula 2 utiliza el efecto Peltier muy conocido, que, a partir de un campo eléctrico generado por una fuente de corriente 5, induce para sus dos placas útiles y paralelas 6 y 7, para una primera, reacciones endotérmicas, y para la segunda, reacciones exotérmicas. Así, la célula 2 puede sobre una cara, por ejemplo 6, enfriar el aire que la rodea y sobre la otra cara 7, calentarlo. Por inversión de las polaridades de la fuente de corriente 5, la célula 2 invierte entonces el carácter térmico de las reacciones en la superficie de cada una de las caras 6 y 7. Así con relación al ejemplo anterior, la cara 7 enfría el aire en contacto con ella y la cara 6 lo calienta. Siendo esta técnica por efecto Peltier muy conocida, no será más detallada en lo que sigue.

La primera zona térmica 3 que comunica con la cara 7 de la célula 2 de efecto Peltier comprende principalmente un tubo térmico 8 y medios de disipación 9. El tubo térmico 8 comprende un tubo 10, por ejemplo obtenido por extrusión, el cual encierra de forma estanca un fluido portador de calor 11, por ejemplo agua o amoníaco, elegido siguiendo los intervalos de temperatura del sistema de climatización 1; pudiendo la materia del tubo 10 ser, por ejemplo, cobre o aluminio.

En el caso en el que la zona térmica 3 se utiliza para disipar las calorías de la cara 7, la diferencia de temperaturas entre la zona circundante de la citada cara 10a y la zona 10b próxima a los medios disipadores 9, provoca un cambio de densidad del fluido 11 contenido en el interior del tubo 10. Este cambio de densidad induce un efecto capilar de aspiración del fluido 11 desde la zona caliente 10a hacia la zona fría 10b. El fluido portador de calor 11 forma por consiguiente un bucle térmico en el interior del tubo 10.

Los medios disipadores 9, situados sensiblemente en la extremidad 10b del tubo térmico 8, comprenden en el ejemplo de la figura 1 un extractor 12 y un ventilador 13. El extractor 12 puede, por ejemplo, ser una simple tobera o un radiador que comprenda una superficie que favorezca la disipación de la energía térmica. Así, en el caso anterior, las calorías que vienen de la extremidad 10a gracias al citado bucle térmico inducido serán disipadas en la extremidad 10b.

En el ejemplo ilustrado en la figura 1, está presente un ventilador 13 para intensificar el citado efecto capilar del tubo térmico 8. Si lo que se utiliza es una simple tobera, el ventilador 13 puede por ejemplo proyectar el aire hacia el conjunto de extremidad 10b del tubo térmico 8 - tobera 12 para acelerar la disipación. En el caso del radiador, el ventilador 13 puede estar colocado por encima de este último con el fin de mejorar el comportamiento de la disipación aspirando el aire que capta la energía transportada por el tubo térmico 8.

En un vehículo automóvil que comprende por ejemplo un extractor de aire 12 en el maletero, el ventilador 13 puede a la vez mejorar la circulación del aire en el habitáculo creando una aspiración que induce un sentido de circulación del aire desde la parte delantera hacia la parte trasera del vehículo.

Así, la primera zona térmica 3 puede transportar las calorías o las frigorías producidas por la cara 7 de la célula 2 bastante lejos del espacio que se va a climatizar para evitar contrariar respectivamente el enfriamiento o el calentamiento generado por la cara 6 de la misma célula, pero sobre todo para deportar la función de disipación con vistas a una mejor integración.

La segunda zona térmica 4 es la que permite climatizar el aire, por ejemplo, en un habitáculo de vehículo automóvil. Comprende principalmente un ventilador 14, un recinto 15 y un difusor de aire 16.

En el caso en el que la cara 6 produce frigorías, el ventilador 14 puede estar situado sensiblemente en la parte alta (que contiene el aire más caliente) del espacio que se va a refrigerar. Sin embargo, siendo el sistema 1 reversible, es preferible colocar el ventilador 14 sensiblemente a media distancia entre el punto más alto y el punto más bajo del espacio que se va a climatizar. El ventilador 14 se utiliza para forzar el aire a entrar en contacto con el recinto 15 para, bien sea calentarlo, bien sea enfriarlo.

El recinto 15 comprende una pieza periférica sensiblemente paralelepipédica 17 abierta por sus dos caras menores (no representadas) para permitir la conexión de una parte con el citado ventilador y por otra parte con el difusor de aire 16. La superficie de esta pieza 17 está parcialmente en contacto con la cara 6 de la célula 2 de efecto Peltier. Esto permite la conducción de la energía térmica así generada por la citada cara hacia el recinto 15. La difusión y el intercambio con el aire aspirado son obtenidos a continuación gracias a al menos una lámina 18 contenida en el interior de la citada pieza periférica. Preferencialmente, las láminas 18 son paralelas con relación a la dirección del flujo de aire que viene del ventilador 14. Estas láminas 18 permiten una superficie de intercambio mayor sin por ello perturbar el flujo inducido por el ventilador 14.

Esto permite utilizar un ventilador 14 fácilmente integrable en un espesor pequeño como por ejemplo en un techo de vehículo automóvil o un pie medio.

Finalmente, la segunda zona térmica 4 comprende un difusor de aire 16 que permite dirigir el flujo de aire calentado (o enfriado) hacia el espacio que se va a climatizar. Se ha de entender que, cuanto más simple y de menor grosor es el difusor de aire 16 mejor es la economía de dinero y más fácil es la integración del sistema 1.

Gracias a este sistema de climatización 1, por ejemplo, los ocupantes de la parte trasera de un vehículo pueden disfrutar de aire climatizado que está enteramente dedicado a ellos sin por ello derivar este aire a través de largas toberas que vienen del climatizador principal. Además, es simple y fácilmente integrable en la parte trasera de un vehículo auto-
móvil.

Se ha de entender que la presente invención no se limita al ejemplo ilustrado sino que es susceptible de diversas variantes y modificaciones que se harán evidentes al experto. En particular, la pieza periférica 17 puede comprender en su superficie exterior, estando fuera de ella en contacto con la cara 6, un aislante apto para confinar mejor el intercambio entre el recinto 15 y el aire aspirado por el ventilador 14. Igualmente, el interior del recinto 15 (y el propio recinto) puede ser de configuración diferente, como, por ejemplo, comprender deflectores. Finalmente, la aplicación de este sistema de climatización 1 no sabría limitarse a los vehículos automóviles.

Claims (6)

1. Sistema de climatización de aire (1) de un espacio de un vehículo automóvil, que comprende al menos una célula (2) del tipo Peltier que comprende al menos una cara exotérmica y al menos una cara endotérmica (6, 7), medios de alimentación eléctrica (5) de la citada célula, medios de aspiración (14) del citado aire, medios de intercambio (15) entre el aire aspirado y una primera cara de la citada célula situados en prolongación de los citados medios de aspiración, medios de guía (16) del flujo de aire que sale de los citados medios de intercambio, un dispositivo de transporte (3) de la producción térmica de una segunda cara de la citada célula fuera del espacio en el que el citado flujo de aire será dirigido por los citados medios de guía, caracterizado porque el citado dispositivo de transporte comprende al menos un medio (8) del tipo de tubo térmico y, en prolongación de este último, un medio disipador (12) de la energía térmica así transportada que obliga a la producción térmica de la citada segunda cara que se va a disipar fuera del citado espacio en el que el citado flujo de aire es dirigido por los medios de guía (16) para permitir, según la polaridad de los citados medios de alimentación, enfriar o calentar selectivamente el citado espacio con la ayuda del citado aire aspirado.

2. Sistema de climatización (1) de acuerdo la reivindicación 1, caracterizado porque los citados medios de intercambio comprenden un recinto (17) sensiblemente paralelepipédico que contiene al menos una lámina (18) paralela al citado flujo de aire aspirado, siendo los materiales del citado recinto y de las citadas láminas conductores térmicos para permitir la homogeneización y la optimización del intercambio térmico en el citado recinto.

3. Sistema de climatización (1) de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de transporte (3) comprende además medios de ventilación (13) apropiados para acelerar el citado transporte cooperando con el citado medio disi-
pador.

4. Sistema de climatización (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el citado medio del tipo tubo térmico comprende un tubo (10) estanco metálico que contiene un fluido portador de calor (11) que permite al citado fluido portador de calor, en contacto con la producción térmica de la citada segunda cara de la célula del tipo Peltier, cambiar de fase localmente induciendo un efecto capilar adecuado para desplazar la energía de la citada producción térmica.

5. Vehículo automóvil, caracterizado porque comprende un sistema de climatización (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.

6. Vehículo automóvil de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque el citado sistema de climatización está montado en el habitáculo para permitir acondicionar el espacio de los pasajeros de la parte trasera.