ES2256479T3 - Dispositivo de aire suministrado. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo terminal para la velocidad invariable del flujo de aire a flujos variables que se caracteriza porque el dispositivo (1) comprende al menos un obturador (7) que cubre la abertura del conducto de aire del dispositivo, el obturador está montado de forma móvil por medio de una sección de una barra (6) que puede girar libremente alrededor de un medio (5) de suspensión y la otra sección de la barra constituye o soporta un contrapeso y las líneas que conectan los puntos centrales de gravedad del lado del obturador y del lado del contrapeso con el centro de rotación están en ángulo entre sí de manera que la fuerza de cierre resultante que actúa sobre el obturador será mayor cuanto más se abra el obturador y el área de insuflado se ajustará consecuentemente.

Description

Dispositivo de aire suministrado.

La presente invención se refiere a un dispositivo que permite una forma simple de obtener una velocidad de flujo relativamente constante desde un dispositivo de entrada de aire independientemente del gasto volumétrico a través del dispositivo hacia la habitación a la que da servicio. El dispositivo también tiene la función de barrera contra el humo en caso de incendio.

Dispositivos terminales de aire para un flujo variable de aire están disponibles en el mercado como "terminales de flujo variable" pero los dispositivos tienen una función comparativamente complicada que requiere la automatización y una alta presión en el conducto de conexión. Un ejemplo de un dispositivo terminal de aire se presenta en el documento WO-8 704 507.

En los sistemas de ventilación que utilizan aire a baja temperatura para enfriar una habitación el aire debe suministrarse de forma que el chorro de aire se mezcle inmediatamente en el terminal con una gran cantidad del aire de la habitación. Para obtener una mezcla eficiente la velocidad del aire insuflado debe ser alta pero no debe generar ruido. El chorro de aire después de recorrer una corta distancia estará casi a temperatura ambiente y de esta forma provocará una succión tan pequeña como sea posible.

Tradicionalmente en la mayoría de los casos el flujo de aire se mantiene invariable y se varía la temperatura del aire suministrado dependiendo de la necesidad de enfriamiento de la habitación. Esto provoca un alto consumo de energía ya que el flujo invariable de aire durante el invierno requiere su calentamiento cuando la temperatura exterior es inferior que la que se necesita para enfriar la habitación.

Para funcionar bien, un terminal de aire con aire a baja temperatura y flujo variable de aire también tendrá un área de flujo de entrada variable de forma que la velocidad del aire insuflado sea comparativamente constante independientemente del flujo de aire a través del terminal. Si el área se mantiene invariable y desciende el flujo de aire, entonces una cierta relación del aire suministrado a través del terminal fluirá en sentido descendente de forma adyacente al terminal sin mezclarse con el aire de la habitación y de esta forma provocará una sensación de succión en la zona de la vivienda situada debajo del terminal.

Puede obtenerse una diferencia de presión entre el conducto de ventilación y la habitación a la que da servicio bien porque la presión del conducto se obtiene mediante un ventilador de entrada de aire o bien porque la habitación se encuentra a subpresión por la acción de un ventilador de salida de aire.

Especialmente en el caso de una subpresión en la habitación es importante que el terminal funcione también a diferencias de presión muy pequeñas ya que en la práctica no es posible tener más de 15 - 225 Pa de subpresión sin que las fugas de aire inadecuado hacia la habitación a través de las superficies circundantes de la habitación se vuelvan demasiado grandes, incluso después de que se hayan tomado medidas de aislamiento.

La variación del flujo de aire hacia el terminal no se obtiene por medio del terminal de aire sino mediante algún otro medio, por ejemplo una válvula de restricción local que se controla con relación a la temperatura de la habitación o un ventilador cuya velocidad se controla por medio de la temperatura exterior. La presente invención no se dirige al control del flujo de aire mismo sino que su función esa ajustar el área para el insuflado de aire de acuerdo con la diferencia de presión existente entre el conducto y la habita-
ción.

El objeto del dispositivo terminal de aire de acuerdo con la invención es conseguir de una manera simple una variación del área de flujo de entrada por medio de la diferencia de presión que existe entre la habitación y el conducto de ventilación que está conectado al dispositivo terminal de aire. Es también un objeto de la invención dirigir el aire entrante de forma que se distribuya sobre la superficie de la pared o la superficie del techo en el cual se monta el dispositivo. Es un objeto adicional conseguir una protección contra la propagación del humo en caso de incendio.

El dispositivo está diseñado de forma que dicha función se consigue también cuando la diferencia de presión entre la habitación y el conducto es muy pequeña (< 5 Pa). Uno o más discos de recubrimiento cubren el área libre del dispositivo terminal hacia la habitación. Estos discos en adelante se denominarán obturadores. Uno de tales obturadores con medios de suspensión tiene una función que puede considerarse similar a la de un "columpio", en el que en un lado del punto de equilibrio hay un obturador que se abre en una primera dirección y hacia el interior de la habitación y en el otro lado del punto de equilibrio hay un contrapeso que se mueve en una segunda dirección opuesta a la primera dirección y hacia el interior del dispositivo terminal y el conducto. La expresión "barra móvil" en la siguiente descripción puede considerarse similar a "columpio". La expresión "barra fija" en la siguiente descripción es similar a "soporte del columpio".

La invención se describirá ahora más detalladamente con referencia a las realizaciones que se muestran en los dibujos adjuntos.

Las figuras 1A y 1B muestran esquemáticamente una sección de corte vertical de un dispositivo terminal de acuerdo con la invención montado en un techo.

La figura 2 muestra esquemáticamente una sección de corte vertical de la invención montada en un techo.

La figura 3 muestra esquemáticamente una sección de corte horizontal de la invención montada en un techo.

La figura 4 muestra esquemáticamente una sección vertical de una realización de acuerdo con el mismo principio pero en la que el dispositivo terminal de aire se monta en una pared en vez de un techo como en las figuras 1, 2 y 3.

La figura 4 también muestra una realización adicional en la que un medio elástico sensor de la temperatura afecta al cambio del aire que es provocado por la diferencia de temperatura. Dicha función puede ser importante en el caso en el que el dispositivo terminal se conecte directamente al aire libre del exterior o a un conducto de aire en el que pueda transferirse al dispositivo una gran cantidad de aire frío.

Las figuras 5A y 5B muestran un ejemplo de un cálculo de los equilibrios de fuerza y torsión mediante un dispositivo terminal de aire montado en un techo.

La figura 6 muestra vista desde la habitación otra realización de la invención que tiene cuatro obturadores.

La figura 7 es una sección de corte vertical del dispositivo de acuerdo con la figura 6.

En las figuras 1B, 4, 5B y 7 se muestra el dispositivo con los obturadores en la posición abierta y en las figuras 1A, 2, 3, 5A y 6 con los obturadores en la posición cerrada.

El número de referencia 1 se refiere a un detalle del dispositivo terminal del aire que conecta con el techo 2 y el conducto 3 de ventilación. Se monta una barra fija 4 en el área de la sección transversal del dispositivo 1. La barra fija 4 tiene unas muescas para los puntos 5 de suspensión que controlan la posición de suspensión de las barras 6 móviles.

El obturador 7 se fija a dos barras móviles 6. Estas barras móviles 6 tienen una muesca para un punto 5 de suspensión que controla la posición de suspensión sobre la barra fija 4. El obturador 7 puede constar de uno o más obturadores dependiendo de la dirección y la capacidad deseada del aire insuflado. Las barras móviles pueden ser una o más para cada obturador, pero dos parecen ser las más adecuadas.

Las muescas de la barra fija 4 y de las barras móviles 6 están diseñadas de forma que la superficie 5 de contacto será muy pequeña y de manera que los movimientos del obturador 7 que tiene barras móviles 6 se efectúen con muy poca fricción. Esta es una condición importante para que el dispositivo funcione apropiadamente con pequeñas diferencias de presión.

Hay otras formas de obtener una baja fricción mediante una pequeña área de contacto, tal como por ejemplo puntos en vez de rebordes, una superficie de contacto lineal o un cojinete.

Para controlar la posición del obturador 7 las barras móviles 6 tienen contrapesos 8 que provocan que el obturador 7 cierre el área libre del dispositivo 1 cuando la diferencia de presión entre la habitación y el conducto conectado 3 es pequeña. A caídas de presión mayores el obturador 7 se abre con un movimiento de giro de forma que se incrementa el área de insuflado.

El contrapeso 8 tiene dimensiones tales que la caída de presión y por lo tanto la velocidad de insuflado se corregirá para la instalación en cuestión con lo cual el contrapeso 8 crea un momento de torsión que se opone al momento de torsión provocado por el peso del obturador 7, las barras 6 y la diferencia de presión entre la habitación y el conducto por influencia de la presión sobre el obturador 7.

En un ejemplo de una realización de las figuras 1, 2 y 3 la barra fija 4 divide el área de la sección de corte del dispositivo 1 en la mitad. Se monta una copia del obturador 7 con barras móviles 6 en el lado opuesto de la barra fija 4. La dirección de insuflado se efectúa entonces en dos direcciones opuestas. Los obturadores 7 se denominan (A) y (B) en la figura 3. En el caso de insuflado de dirección simple la disposición se efectúa de forma que el área libre esté parcialmente cubierta por una tapa / un obturador fijo 7 que forma parte del dispositivo fijo 1. Los obturadores redirigen el aire entrante de manera que siga principalmente la superficie en la cual se monta el dispositivo.

En un ejemplo de la realización mostrada en la figura 4 hay una función adicional en la que un medio elástico 10 sensible a la temperatura afecta los movimientos del obturador 7 originados por la diferencia de presión de manera que por ejemplo el movimiento se contrarresta cuando desciende la temperatura del aire entrante en el conducto. Dicha función podría ser importante en el caso en el que dispositivo se conecta directamente al aire exterior o a un conducto de ventilación en el que pudiera distribuirse al dispositivo aire muy frío. En el ejemplo, el medio 10 es un muelle bimetálico flojo. La referencia (FV) indica un momento de torsión que es provocado por el movimiento del muelle bimetálico a una temperatura del aire entrante más caliente y (FK) a una temperatura del aire entrante más fría.

La figura 5 ilustra el siguiente ejemplo de un cálculo para determinar las características de la disposición del contrapeso en ciertas condiciones dadas. Es necesario un cierto incremento de la fuerza relativa de torsión del contrapeso para hacer que el movimiento sea estable, de otra forma el dispositivo se abrirá completamente y de forma instantánea con el menor incremento de presión. En el ejemplo se asume que la distancia del centro de gravedad en el plano horizontal (TPL1 y TPL2) es 100 mm en cada lado del centro de equilibrio. Se asume que la masa total (m1) del obturador es de 50 g y el punto central de gravedad (TPL1) de la masa tiene la misma posición que el punto central de la influencia de la presión del aire en la superficie del obturador. Se asume además que la presión inicial para abrir el obturador será de 5 Pa y la presión para abrir completamente el obturador será de 25 Pa que se refieren a la suma de la presión estática y dinámica sobre el obturador. El obturador se abrirá de forma que su ángulo con respecto al plano horizontal cambie entre 0º y 30º. En la figura F11, F12 y F21, F22 indican respectivamente el momento de torsión que influencia la potencia a un ángulo diferente con respecto al plano horizontal y con el obturador respectivamente cerrado o abierto. M1 y M2 indican la masa total sobre el otro lado del punto de equilibrio y el área de obturador que es afectada por la presión del aire es de 0,01 m^{2}. Los ángulos a1 y a2 son los ángulos del contrapeso con respecto al plano horizontal visto desde su centro de gravedad. Bajo estas premisas a la presión de apertura de 5 Pa el momento de torsión ejercido por la presión sobre el obturador en la posición cerrada será de 470 gmm y el momento de torsión sobre la masa del obturador será de 4.698 gmm, en total 5.168 gmm. A una presión de aire de 25 Pa el obturador estará completamente abierto lo que se corresponde con un momento de torsión ejercido por el aire de 1.607 gmm y la fuerza de la masa del obturador es en esta posición 3.215 gmm, en total 4.822 gmm. El momento de torsión del contrapeso será en ambos ángulos (a1 y a2) el mismo que el momento de torsión total del obturador. Entonces puede calcularse que el ángulo a2 será de 7,6º y el ángulo a1 será de 22,4º con respecto al plano horizontal. La masa del contrapeso será de
52,1 g.

En la realización de la invención que se muestra en las figuras 6 y 7 se dispone una placa protectora 9 encima (en el caso de montaje en el techo) de los contrapesos. Esta placa protectora evita que la suciedad y las impurezas se depositen sobre los contrapesos y el dispositivo de montaje. La placa protectora también puede montarse de manera que fije un límite al movimiento de los contrapesos y entonces también para la abertura más amplia posible del obturador. En esta y en otras realizaciones de la invención es posible conectar los obturadores de manera que los obturadores estén siempre esencialmente con el mismo ángulo de apertura.

En el caso de incendio en una habitación cerrada entonces se incrementa la presión del aire debido al importante incremento de la temperatura. Cuando la presión en la habitación se hace mayor que en el conducto de aire los obturadores del dispositivo se cerrarán. De esta forma se evita o se dificulta la propagación del humo a través del sistema de conductos hacia otras habitaciones.

Claims (6)

1. Un dispositivo terminal para la velocidad invariable del flujo de aire a flujos variables que se caracteriza porque el dispositivo (1) comprende al menos un obturador (7) que cubre la abertura del conducto de aire del dispositivo, el obturador está montado de forma móvil por medio de una sección de una barra (6) que puede girar libremente alrededor de un medio (5) de suspensión y la otra sección de la barra constituye o soporta un contrapeso y las líneas que conectan los puntos centrales de gravedad del lado del obturador y del lado del contrapeso con el centro de rotación están en ángulo entre sí de manera que la fuerza de cierre resultante que actúa sobre el obturador será mayor cuanto más se abra el obturador y el área de insuflado se ajustará consecuentemente.

2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque los medios (6) para equilibrar el obturador descansan contra partes fijas (4) del dispositivo y se disponen de forma que las superficies de contacto sean muy pequeñas y los movimientos puedan efectuarse a baja fricción.

3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque los medios de equilibrado son barras (6) que tienen dos vástagos que están unidos en el punto de equilibrio y forman entre sí un ángulo (v).

4. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, que se caracteriza porque en una posición de descanso, cuando la placa de cubierta cierra la salida de aire, ambos vástagos forman un ángulo agudo (a1, b1) con respecto al plano del obturador.

5. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3 ó 4, que se caracteriza porque el ángulo (v) entre los vástagos es de entre 20º y 30º.

6. Un dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que se caracteriza porque el obturador está diseñado de manera que la dirección del flujo de aire sea cambiada por el obturador de forma que desde una dirección que es principalmente paralela con el conducto de entrada se convierta en una dirección principalmente paralela con la superficie en la cual se monta el dispositi-
vo.