ES2264526T3

ES2264526T3 - Refrigerador con punto de rocio.

Info

Publication number: ES2264526T3
Application number: ES03710539T
Authority: ES
Inventors: Johannes Antonius Maria Reinders; Ernest Josef Elias Berben
Original assignee: Oxycell Holding BV
Current assignee: Oxycell Holding BV
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2007-01-01
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: EP1523642B1; WO2003091633A1; CN100549610C; HK1083233A1; NL1021812C1; TWI291012B; BR0309566A; US7415837B2; CA2497259C; EP1523642A1; DE60305185T2; US20090007584A1; MXPA04010606A; CN1668879A; DE60305185D1; KR101083156B1; JP4351075B2; ATE325991T1; TW200306403A; EP1712847A1

Abstract

Dispositivo de refrigeración (20) que comprende: un primer circuito de medio (I) y un segundo circuito de medio (II) acoplado térmicamente al mismo mediante una pared al menos parcialmente conductora de calor (28), pudiendo fluir en contracorriente a través de estos dos circuitos dos medios respectivos (21, 22); teniendo esta pared conductora de calor (28) medios de disipación (32, 33) para disipar al menos la capa térmica límite, la capa laminar límite y la capa límite de humedad relativa en la posición de al menos las zonas activas para transferir calor en al menos el medio principal, comprendiendo estos medios de disipación (32, 33) protuberancias conductoras de calor que amplían el área superficial eficaz conductora de calor de dicha pared (28); en el que las superficies conductoras de calor de las protuberancias conductoras de calor están cubiertas al menos parcialmente al menos en el área del segundo circuito de medio (II) con un recubrimiento hidrófilo para retener un líquido y liberarlo otra vez a través de la evaporación; y una unidad humectante (36) para someter a humectación el recubrimiento en la zona del medio secundario mediante el líquido evaporable, y en el que el coeficiente de transferencia de calor de toda la pared representa un mínimo de 1W/m2K.

Description

Refrigerador con punto de rocío.

La presente invención se refiere a un dispositivo de refrigeración y en concreto a un refrigerador con punto de rocío.

La invención proporciona un dispositivo de refrigeración, que comprende:

un primer circuito de medio y un segundo circuito de medio acoplado térmicamente al mismo mediante una pared al menos parcialmente conductora de calor, pudiendo fluir en contracorriente a través de estos dos circuitos dos medios respectivos;

teniendo esta pared conductora de calor medios de disipación para disipar al menos la capa térmica límite, la capa laminar límite y la capa límite de humedad relativa en la posición de al menos las zonas activas para transferir calor en al menos el medio principal, comprendiendo este medio de disipación protuberancias conductoras de calor que amplían el área superficial eficaz conductora de calor de dicha pared;

en el que las superficies conductoras de calor de las protuberancias que conducen el calor están cubiertas al menos parcialmente al menos en el área del segundo circuito de medio con un recubrimiento hidrófilo para retener un líquido y liberarlo otra vez a través de la evaporación; y

una unidad humectante para someter a humectación el recubrimiento en la zona del medio secundario mediante el líquido evaporable,

y en el que el coeficiente de transferencia de calor de toda la pared llega a un mínimo de 1W/m2K.

Se han obtenido muy buenos resultados concretamente con el cemento Pórtland. La capa puede consistir en este cemento de tipo microporoso, en el que el grosor de la capa es, por ejemplo, del orden de magnitud de 50 \mum.

Se sabe que un líquido puede enfriarse en mayor o menor grado de forma muy rudimentaria, por ejemplo, en un entorno soleado y cálido, encerrando el líquido en un recipiente con una tela húmeda. Como el agua de la tela se evapora a causa del calor y del posible viento, se produce una evaporación que va acompañada por un descenso de temperatura de la pared del recipiente, que se transmite al líquido presente en el mismo. La "refrigeración con punto de rocío" conocida por sí misma se basa en este principio básico generalmente conocido.

Se conoce un dispositivo a partir del documento WO02/27254 que utiliza los principios de refrigeración por evaporación indirecta. El dispositivo comprende un intercambiador de calor de placa con canales formados en un lado húmedo y en un lado seco del mismo. Los canales están dispuestos para el flujo cruzado de corrientes de fluido en cada lado de la placa. La placa también está provista de perforaciones que permiten pasar un flujo de gas activo desde el lado seco al lado húmedo. El lado húmedo de la placa está provisto de material de empapado que permite transpirar el líquido refrigerante a través del lado húmedo. Cuando el fluido activo pasa a través del lado húmedo de la placa, evapora el líquido, provocando la refrigeración de una corriente de producto que fluye en el lado seco.

Un refrigerador con punto de rocío es un tipo específico de intercambiador entálpico. Como se conoce, la entalpía se define como la suma de la energía interna y el producto de la presión multiplicada por el volumen en un sistema termodinámico. Es una propiedad como la energía o función de estado y tiene la dimensión de la energía. El valor se determina únicamente mediante la temperatura, la presión y la composición del sistema.

Según la ley de conservación de la energía, el cambio en la energía interna es igual al calor que se transfiere al sistema menos la actividad realizada por el sistema. Si, por ejemplo, la única actividad que se ha llevado a cabo es un cambio de volumen a presión constante, el cambio de entalpía es exactamente igual a la energía suministrada al sistema.

Respecto a la refrigeración con punto de rocío, el calor de evaporación del agua es un aspecto esencial. Cuando hierve el agua, se suministra energía al agua, pero la temperatura no puede subir por encima del punto de ebullición. En este caso, se utiliza la actividad que se realiza en el sistema para hacer que el agua se convierta en vapor de agua. Este proceso se designa como evaporación y en este caso tiene lugar de forma isotérmica. Es básico que se produzca un cambio de fase de fase líquida a fase gaseosa o de vapor.

El proceso inverso, en el que el gas o el vapor se hace más denso para formar líquido, se denomina condensación. La condensación puede, por ejemplo, tener lugar en aire húmero, es decir, aire de evaporación de agua, en el caso en que el aire en cuestión entra en contacto con dicha superficie fría que la humedad relativa de dicha ubicación eleva al valor de saturación asociado con la temperatura relevante. En ese caso, el aire ya no puede absorber la cantidad de agua presente, por lo que el agua en esa ubicación cambia de la fase de gas o vapor a la fase líquida.

Comparado con esta técnica conocida, el refrigerador con punto de rocío según la invención es superior en el sentido de que su rendimiento aumenta considerablemente mediante los diversos aspectos característicos indicados. Es importante el uso de dichos medios de disipación que amplían la superficie, que realizan una contribución importante a la transferencia de calor entre la pared conductora de calor y los respectivos medios que pasan por el flujo. Aquí la cantidad característica es el número llamado de Nusselt, que es una medida para esta transferencia de calor y que puede alcanzar valores muy altos según la invención.

Es importante llamar la atención sobre el hecho de que los medios de disipación que amplían la superficie aumentan considerablemente el intervalo de actividad de la temperatura del refrigerador con punto de rocío. En condiciones prácticas y con un refrigerador con punto de rocío bien diseñado según la invención es posible, por ejemplo, funcionar con una temperatura de entrada, es decir, la temperatura en el momento del suministro del medio principal, de por ejemplo 80°C.

Es también importante que las superficies conductoras de calor y los medios de disipación estén cubiertos del modo indicado con un recubrimiento hidrófilo que es capaz además de regular una cantidad suficientemente grande de agua, suministrando intermitentemente esta agua, por ejemplo, dicha unidad humectante.

Se señala con énfasis que la unidad humectante debe estar realizada de forma que no se produzca atomización, o al menos en cantidad insignificante, pero que debe haber, por ejemplo, un flujo de líquido intermitente que mantiene húmedo directamente el recubrimiento hidrófilo. Sólo de este modo se asegura que el refrigerador con punto de rocío funcione con gran rendimiento, contrariamente a por ejemplo el caso en el que se pulveriza con un líquido atomizado una pared conductora de calor sin recubrimiento o con un recubrimiento fino. En este caso, la evaporación ya se produce en el flujo de medio pertinente, mediante el que se enfría efectivamente este flujo, pero la transferencia de calor a la pared, a través de la pared y posteriormente al medio del otro lado de la pared, será muy limitada.

Según un aspecto de la invención, el refrigerador con punto de rocío tiene la característica especial de que el recubrimiento consiste en un plástico. En esta forma de realización, el plástico también puede ser de tipo poroso. La porosidad puede obtenerse, por ejemplo, mediante contracción durante la refrigeración o el curado. También puede utilizarse un gel, que puede tener, por ejemplo, un carácter higroscópico, así puede absorber agua y liberarla a un flujo de aire que fluye por el mismo.

Las formas de realización que se han descrito anteriormente pueden tener de forma ventajosa la característica especial de que el área superficial externa eficaz del recubrimiento, desde la que puede evaporarse el líquido, es al menos 100 veces, preferentemente 1000 veces mayor que el área superficial planeada del mismo. Debería entenderse que la superficie externa de un recubrimiento puede tener, por ejemplo, una forma irregular, comparable por ejemplo con la línea de costa de Bretaña. En este caso, es posible lograr a pequeña escala que el área superficial eficaz sea extremadamente mayor que el área superficial planeada, y que pueda tener lugar una disipación de forma local de dichas capas límites muy eficaz debido a la turbulencia y otros movimientos del aire.

Una forma de realización preferida tiene la característica especial de que el refrigerador con punto de rocío tiene las dimensiones y los valores de los flujos de medio adecuados para que en el flujo secundario el punto de rocío se acerque a 1°C. El dimensionamiento en cuestión puede realizarse según las especificaciones indicadas anteriormente según la invención diseñando el refrigerador con punto de rocío sobre la base de un conocimiento a fondo.

Según otro aspecto de la invención, el refrigerador con punto de rocío puede tener la característica especial de que los medios de disipación comprendan aletas, estando realizadas estas aletas como una serie de tiras, teniendo cada una de ellas una forma general de onda, acoplándose las partes superiores sucesivas de la onda de cada tira a un lado de la pared, y que el recubrimiento está dispuesto esencialmente sólo en la superficie de cada tira que está lejos de la pared. Estas aletas sin recubrimiento se conocen por sí mismas, por ejemplo en los radiadores de coche. Son muy eficaces y, en el contexto del refrigerador con punto de rocío según la invención, producen de forma sorprendente un gran rendimiento en combinación con un recubrimiento hidrófilo minuciosamente seleccionado, en concreto un recubrimiento que consiste en cemento de Pórtland microporoso.

Como ya se ha indicado anteriormente, según el conocimiento disponible relacionado con los intercambiadores, el refrigerador con punto de rocío según la invención puede diseñarse con minuciosidad según los principios de la presente invención, de forma que se produzca un gran rendimiento. A este respecto, es importante una variante en la que se utiliza dicho aspecto en relación con la ampliación esencial del área superficial externa eficaz del recubrimiento, en el que las propiedades del recubrimiento y las del líquido también se seleccionan en relación mutua, de forma que

(a) puede regularse una cantidad predeterminada de líquido en el recubrimiento por unidad de área superficial de la pared y medios de disipación; y

(b) la resistencia térmica de un recubrimiento lleno de líquido es insignificante transversalmente a su plano principal en relación a la resistencia térmica total en el recorrido entre la pared conductora de calor y el medio secundario que pasa por el flujo.

Puede utilizarse una unidad de inversión opcionalmente ajustable para invertir una parte del flujo de medio principal en la salida del primer circuito de medio para formar el flujo de medio secundario. En este caso, hay un flujo de medio principal bruto, un flujo de medio principal neto, que en estado refrigerado se libera como flujo eficaz, y un flujo de derivación de tara que, mediante la evaporación de líquido en el medio derivado que actúa como medio secundario, ejerce un efecto de refrigeración en el flujo de medio principal bruto. El flujo secundario de tara calentado por el flujo principal bruto se descarga como pérdida en el entorno, en concreto en el entorno externo. El flujo secundario puede tener un valor por ejemplo del orden de 30% del flujo principal bruto.

Como la proporción entre dicho flujo bruto y el flujo de tara puede afectar considerablemente al rendimiento del refrigerador con punto de rocío, una forma de realización puede tener la característica especial de que la proporción entre el flujo principal y dicha parte del flujo principal sea ajustable de forma que la eficacia del refrigerador con punto de rocío sea ajustable.

En una forma de realización concreta que incorpora este último aspecto, el refrigerador con punto de rocío según la invención tiene la característica especial de que los medios de ajuste se realizan como un suministro directo opcionalmente ajustable en el circuito principal y un suministro directo ajustable en el circuito secundario. Como cualquier circuito de flujo directo, el circuito principal tiene una cierta resistencia de flujo. Esto significa que, en el caso de que se derive un circuito secundario, tendrá lugar un cierto flujo a través del mismo que depende de la resistencia de flujo aguas arriba y abajo del circuito principal y del circuito secundario. Por ejemplo, en el caso de que el circuito principal no sea variable, seleccionando la resistencia de flujo del circuito secundario, la proporción entre los flujos de flujo pertinentes pueden ajustarse para ajustar el rendimiento del refrigerador con punto de rocío. También es posible aplicar una válvula con suministro directo ajustable tanto aguas arriba en el circuito principal como en el circuito secundario.

Para aumentar la transferencia de calor tanto como sea posible, las protuberancias en la dirección del flujo deben interferir mutuamente tan poco como sea posible, en el sentido que cada protuberancia, como una aleta, coactúa con un flujo casi ininterrumpido. A este respecto puede utilizarse ventajosamente una forma de realización en la que las protuberancias tienen unas relaciones de compensación mutua.

En el caso de una conducción térmica considerable en dirección longitudinal, es decir, en la dirección de los flujos de medio, que fluyen en direcciones mutuamente opuestas para lograr una eficacia óptima, el refrigerador con punto de rocío según la invención puede tener ventajosamente la característica especial de que las protuberancias tengan una longitud limitada en la dirección del flujo que aumenta la transferencia de calor.

El refrigerador con punto de rocío también puede tener la característica de que las protuberancias están separadas en dirección del flujo mediante partes con una conducción térmica considerablemente menor.

Para obtener el rendimiento elevado deseado en el refrigerador con punto de rocío según la invención es necesario garantizar una buena humectación del recubrimiento, que puede consistir en partes separadas, en las que concretamente no pueden permanecer partes secas. Esto es porque por este documento podría producirse localmente una diferencia de temperatura, que provocaría flujos de calor no deseados que darían como resultado que el rendimiento del refrigerador dejaría de ser el deseado. Las proporciones entre las áreas superficiales de las superficies conductoras de calor y los medios de disipación de los circuitos principal y secundario también deben seleccionarse de forma que, dadas todas las precondiciones, los flujos de calor entre los medios principal y secundario sean tan grandes como sea posible.

La invención proporciona la opción de construir un refrigerador con punto de rocío con un gran aumento del rendimiento, en el que la temperatura a la salida del circuito principal en el diagrama llamado hx según Mollier logra al menos la curva de 85% HR (humedad relativa) y en el que resulta una diferencia de temperatura muy reducida entre la entrada principal y la salida secundaria, es decir 2°C a 3°C. Se observa que es deseable acercarse tanto como sea posible a la curva de saturación (100% HR), en la que en la práctica el objetivo marcado es el valor de aproximadamente 85%.

A continuación se aclarará la invención según las figuras anexas. En las mismas:

la Fig. 1 muestra una representación de diagrama de bloque de un refrigerador con punto de rocío con un circuito principal y un circuito secundario;

la Fig. 2 muestra un diagrama de bloque que corresponde a la Fig. 1 de un refrigerador con punto de rocío, en el que el circuito secundario conecta con la salida del circuito principal;

la Fig. 3 muestra un ejemplo muy esquemático de un refrigerador con punto de rocío con una unidad de inversión para invertir una parte del flujo de medio principal; y

la Fig. 4 muestra una vista en perspectiva esquemática y muy simplificada de un refrigerador con punto de rocío.

La Fig. 1 muestra un refrigerador con punto de rocío 1 con un circuito principal 2 y un circuito secundario 3. Los medios que fluyen a través de los mismos son en contracorriente, como se indica con las flechas 4, 5. El medio principal I entra mediante una entrada 6 y se descarga mediante una salida 7. Se ha omitido el dibujo de una bomba, un ventilador o un medio semejante para transportar los medios. El medio secundario II entra mediante una entrada 8 y sale del intercambiador mediante una salida 9. Se muestran simbólicamente dos unidades de entrelazado y dos colectores 10, 11 respectivos, que unen una pluralidad de canales mutuamente entrelazados dentro del refrigerador con punto de rocío 1 para formar los conductos individuales respectivos para los circuitos principal y secundario, respectivamente.

En el circuito secundario 3 la pared intercambiadora de calor se humedece mediante medios humectantes (no se dibujan) con el propósito de refrigerar esta pared mediante evaporación del agua en la pared mediante el flujo de aire secundario que pasa por el flujo.

Los medios I, II están en contacto de intercambio de calor en el refrigerador 1. En esta forma de realización el refrigerador comprende una entrada externa principal 11, una salida externa principal 12, una entrada externa secundaria 13 y una salida externa secundaria 14.

La Fig. 2 difiere respecto a este último aspecto en concreto de la forma de realización según la Fig. 1 en el sentido que la entrada secundaria 8 del refrigerador con punto de rocío 1 recibe un flujo de medio I'', que es una derivación del flujo de medio global I. El flujo directo I' pasa a través del colector 11' hacia la salida 12. La suma de los flujos de flujo I' y I'' es igual a I. El flujo de flujo II'' es igual al flujo de flujo II. La proporción entre I' y I'' determina el rendimiento del refrigerador en gran medida, y puede tener, por ejemplo, un valor del orden de 70:30. El flujo de medio I puede considerarse como el flujo bruto, es decir el flujo de medio global introducido en el dispositivo. El flujo I' es el flujo tratado térmicamente, en concreto el flujo refrigerado, que puede designarse el flujo neto. La diferencia entre el flujo bruto I y el flujo neto I' es el flujo derivado I'', o II, que corresponde al flujo II según la Fig. 1. Este flujo II fluye a través del circuito secundario y en la configuración según la Fig. 2 puede designarse el flujo de tara. El flujo tratado térmicamente, en concreto el medio calentado en la salida 14 se descarga al exterior como
pérdida.

La Fig. 3 muestra muy esquemáticamente un refrigerador con punto de rocío 20. Comprende un circuito principal I y un circuito secundario II. Un primer flujo de aire 22 fluye a través del circuito principal. Un segundo flujo de aire fluye a través del circuito secundario II. Este es una derivación del flujo de aire principal 21 que sigue él mismo como flujo parcial 21.

El refrigerador con punto de rocío comprende una entrada principal 23, una salida principal 24 y una salida secundaria 25, formando parte estas salidas de una carcasa 26. Un ventilador 27 proporciona el accionamiento del flujo de aire principal 21. En la carcasa hay colocada una pared intercambiadora de calor 28 que separa el circuito principal I del circuito secundario II. En la pared está situada una abertura 29 que puede cerrarse o abrirse mediante una válvula 30 controlada por un actuador 31.

En la posición abierta que se representa, se deriva una parte seleccionada del flujo principal 21 en forma de flujo 22, mientras que la parte restante sigue como flujo 21'.

La pared 28 lleva aletas principales 32 y aletas secundarias 33. Estas sirven para disipar las capas límites pertinentes y para ampliar de forma eficaz el área superficial de la pared 28. Las aletas secundarias 33 están provistas de un recubrimiento de cemento Pórtland. Las aletas son por este documento hidrófilas de forma eficaz en la superficie y pueden regular una cantidad determinada de agua. Esta agua se suministra mediante un conducto de agua 34 y una válvula de dispensación 35 a un conducto de dispensación 36. Esto garantiza una humectación continua de dicho recubrimiento.

El flujo de aire 22 secundario que pasa por el flujo proporciona evaporación del agua presente en el recubrimiento, estando acompañado esto de una refrigeración de las aletas 33, la pared 28, y de ese modo las aletas 32, por lo que se enfría el flujo principal 21. Así, el flujo de la salida principal 21' tiene un flujo de flujo menor que el flujo principal 21, pero también una temperatura reducida. Por tanto, este flujo 21' se utiliza como el flujo de aire refrigerado eficaz para el propósito de, por ejemplo, refrigeración del espacio. El flujo de aire secundario 22 que lleva el vapor de agua puede descargarse en el exterior.

No se ha representado una variante en la que la válvula 30 no se utiliza. Entonces no puede ajustarse la proporción entre los flujos 21 y 22.

La Fig. 4 muestra un refrigerador con punto de rocío 50, cuya carcasa se omite para más claridad. En esta vista muy simplificada el refrigerador con punto de rocío comprende tres paredes conductoras de calor y separadoras de medio 51, 52, 53, situándose en cada lado de las mismas las aletas respectivas 54, 55, 56, 57 que se extienden en forma de tiras en zigzag en dirección transversal a los flujos que se describen más adelante. Las aletas tienen una longitud limitada en las direcciones del flujo, mientras que dichas paredes 51, 52, 53 son conductoras de calor en la zona de las aletas y tienen partes aislantes del calor 58, 58' respectivamente entre las tiras respectivas de las aletas designadas respectivamente 57, 57', 57''. De este modo se evita el transporte de calor en la dirección longitudinal, con lo que el intercambiador 50 tiene un rendimiento excelente.

Los dos canales del medio de los cuatro canales que se muestran corresponden al circuito principal I. Los dos canales exteriores, que además están limitados por la carcasa (no se muestra), definen el circuito secundario II. Los diversos flujos y circuitos se designan con las mismas referencias que en la Fig. 2

El refrigerador con punto de rocío 50 también comprende un conducto central de suministro de agua 59 con boquillas 60 para humedecer las aletas 54-57 que están provistas de un recubrimiento hidrófilo. Las aletas tienen perforaciones a través de las que el agua que viene de las boquillas 60 también puede humedecer por completo las aletas en una posición inferior. El posible excedente de agua se descarga a través de medios que no se representan. Como puede verse a partir de la figura, las perforaciones 61 tienen forma de ranuras. Estas ranuras no están perforadas, sino que se forman realizando cortes con una punzonadora y presionando el material de las aletas fuera del plano principal de la superficie circundante de forma que se produce una estructura en rejilla. La forma de las perforaciones 61, ahora se designarán como rejillas, permite agruparlas en dos grupos sucesivos de rejillas en dirección del flujo, designados respectivamente 62 y 63. En esta forma de realización el grupo de rejillas más lejano aguas arriba en la dirección del flujo es la del número de referencia 63. Las rejillas están colocadas de forma que el flujo 5 es interceptado por las rejillas y desviado hacia el otro lado de la aleta, en el que el flujo desviado es interceptado a su vez por las rejillas del grupo 62 y vuelve al menos aproximadamente a su recorrido original. Esta estructura proporciona una transferencia de calor excelente entre el medio que pasa por el flujo y las aletas.

La activación del conducto de suministro de agua 59 con boquillas 60 para generar agua en el lado cubierto, es decir las aletas 54-57 en el flujo de medio secundario de tara II, tiene lugar preferentemente de forma intermitente. El sistema de irrigación riega el recubrimiento, por lo que las aletas son hidrófilas. Se evita tanto como sea posible la humectación directa del flujo de aire secundario, puesto que esto sólo tiene el efecto de reducir el rendimiento del refrigerador con punto de rocío. Por tanto, se evita definitivamente el uso de pulverizadores según la invención. La evaporación tiene lugar sólo desde el recubrimiento de las aletas humedecidas con agua y desde las partes libres de pared de las paredes 51, 52, 53 opcionalmente provistas también de un recubrimiento hidrófilo, es decir las zonas sin aletas designadas como 58 y 58'.

Según la invención se llega a una ligera sobreirrigación cuando la pared húmeda, también se incluyen las aletas en las misma, se irriga esencialmente de forma homogénea y contiene al menos la misma cantidad de agua en todas partes. Por tanto, la diferencia de presión de accionamiento para la evaporación es óptima en todas partes. Una buena selección de la velocidad del flujo y el grado de turbulencia proporciona un gran rendimiento.

Este es el lugar para dedicar atención también al rendimiento del intercambiador entálpico en general. En concreto, con referencia a la Fig. 4, que es clara a este respecto. Después de pasar a través del lado principal del intercambiador de calor, una parte I'' del flujo de aire bruto I se lleva a lo largo del lado secundario del intercambiador entálpico 50 para absorber vapor de agua del modo que se ha descrito anteriormente. El calor de evaporación del agua evaporada y absorbida se utiliza para refrigerar el flujo de aire principal bruto I a la temperatura del flujo de aire principal neto I', que es en última instancia el aire deseado que se sopla en el espacio pertinente para refrigerarlo. La proporción entre el flujo bruto y el flujo de tara tiene un grado óptimo en cada dimensionamiento del refrigerador con punto de rocío. El calor extraído del flujo de aire principal bruto se multiplica por la eficacia térmica del refrigerador con punto de rocío 50. Para la extracción secundaria de entalpía se utiliza de forma amplia el calor latente de evaporación del agua de irrigación. Por tanto es posible que baste sólo un poco de flujo de aire en el lado secundario. En el caso típico la proporción de flujo de masa entre el flujo principal y el flujo secundario reside en un valor del orden de
2 a 3.

El cubrimiento hidrófilo o higroscópico o los tratamientos de superficie que dan a las aletas y a las paredes intercambiadoras de calor y con aletas las propiedades de distribución y estabilidad de humedad requeridas, proporcionan almacenamiento del agua para evaporación entre dos intervalos de irrigación. La capa de cubrimiento o el recubrimiento es tan fino que tiene una resistencia térmica casi insignificante, con lo que la transferencia de calor entre el flujo de medio principal y el flujo de medio secundario puede tener lugar de modo prácticamente ininterrumpi-
do.

En la Fig. 4 no se representan las partes colectoras necesarias para unir los dos canales exteriores respectivamente con los dos canales interiores en ambos lados del intercambiador de calor 50. Tampoco se representan las provisiones requeridas para formar los flujos parciales I' I'' desde el flujo I que se muestra. Puede utilizarse el dispositivo según la Fig. 3 o cualquier otro dispositivo adecuado para este
propósito.

Como se produce una pequeña diferencia de temperatura de accionamiento en el refrigerador con punto de rocío del tipo según la Fig. 4 o generalmente del tipo según la invención, y como la presión de vapor saturado depende directamente de la temperatura, es muy importante garantizar que la conducción longitudinal no elimina esta diferencia de temperatura (en la dirección del flujo) en la pared. Esto se lleva a cabo seleccionando un grosor relativamente pequeño de la pared, o colocando entre las aletas en la dirección del flujo del medio separaciones que no son conductoras de calor o son conductoras de calor sólo a un grado insignificante. Estas son las partes aislantes de calor designadas como 58, 58'.

Para provocar el mayor transporte de partículas posible en el lado húmedo, la evaporación de agua a vapor de agua que lleva el flujo de medio secundario, la diferencia de presión entre la presión del vapor saturada a la temperatura que prevalece y la presión del vapor del aire suministrado deben ser tan altas como sea posible. El aire saturado, o el aire casi saturado, hace que este diferencia sea tan pequeña que esto afecta desfavorablemente al rendimiento del intercambiador entálpico. El refrigerador con punto de rocío tiene preferentemente una superficie parcialmente descubierta en el lado secundario irrigado, que lleva otra vez el aire que absorbe agua más lejos del punto de saturación de forma que todavía puede absorberse el agua de modo óptimo. Esto puede ser un proceso continuo o discontinuo de absorción y calefacción del vapor.

Aparte de la separación térmica que se ha descrito entre las zonas provistas de aletas, la conductividad de calor de la pared intermedia entre el flujo principal y el flujo secundario no es importante. La conducción de calor de los medios que aumentan la transferencia de calor, en concreto las aletas, que se extienden hasta cierta distancia de la pared en el canal pertinente y debe transportar, por tanto, calor absorbido por conducción a la pared, es de gran importancia y debe seleccionarse bien. En una forma de realización la invención utiliza a este respecto las aletas plegadas de forma dentada o en zigzag y que consisten en tiras de cobre con perforaciones parecidas a rejillas como se muestran en la Fig. 4.

Claims

1. Dispositivo de refrigeración (20) que comprende:

un primer circuito de medio (I) y un segundo circuito de medio (II) acoplado térmicamente al mismo mediante una pared al menos parcialmente conductora de calor (28), pudiendo fluir en contracorriente a través de estos dos circuitos dos medios respectivos (21, 22);

teniendo esta pared conductora de calor (28) medios de disipación (32, 33) para disipar al menos la capa térmica límite, la capa laminar límite y la capa límite de humedad relativa en la posición de al menos las zonas activas para transferir calor en al menos el medio principal, comprendiendo estos medios de disipación (32, 33) protuberancias conductoras de calor que amplían el área superficial eficaz conductora de calor de dicha pared (28);

en el que las superficies conductoras de calor de las protuberancias conductoras de calor están cubiertas al menos parcialmente al menos en el área del segundo circuito de medio (II) con un recubrimiento hidrófilo para retener un líquido y liberarlo otra vez a través de la evaporación; y

una unidad humectante (36) para someter a humectación el recubrimiento en la zona del medio secundario mediante el líquido evaporable,

y en el que el coeficiente de transferencia de calor de toda la pared representa un mínimo de 1W/m^{2}K.

2. Dispositivo de refrigeración según la reivindicación 1, que comprende además medios principales de accionamiento (27) basados en la diferencia de presión, por ejemplo, un ventilador o una bomba, para el medio principal.

3. Dispositivo de refrigeración según la reivindicación 2, que comprende además medios secundarios de accionamiento (30) basados en la diferencia de presión, por ejemplo, un ventilador o una bomba, para el medio secundario.

4. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el recubrimiento consiste en un material cerámico técnico poroso, por ejemplo, una capa de cocido, un cemento como el cemento Pórtland, o un material fibroso, por ejemplo, una lana mineral como la lana de roca.

5. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el flujo de medio secundario es un flujo parcial que se deriva al final del flujo de medio principal y tiene un valor de por ejemplo aproximadamente 30% del mismo.

6. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el recubrimiento consiste en un plástico.

7. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el área superficial exterior eficaz del recubrimiento, desde la que puede evaporarse el líquido, es al menos 100 veces, preferentemente 1000 veces, mayor que el área superficial planeada del mismo.

8. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de refrigeración tiene las dimensiones y los valores de los flujos de medio adecuados para que en el flujo secundario el punto de rocío se acerque a 1°C.

9. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las protuberancias comprenden aletas (54, 55, 56, 57), estando realizadas estas aletas como una serie de tiras, teniendo cada una de ellas una forma general de onda, acoplándose las partes superiores sucesivas de la onda de cada tira a un lado de la pared (51, 52, 53), y el recubrimiento está dispuesto esencialmente sólo en la superficie de cada tira que está lejos de la pared.

10. Dispositivo de refrigeración según la reivindicación 7, en el que las propiedades del recubrimiento y las del líquido también se seleccionan en relación mutua de forma que (a) puede regularse una cantidad predeterminada de líquido en el recubrimiento por unidad de área superficial de la pared y protuberancias; y (b) la resistencia térmica de un recubrimiento lleno de líquido es insignificante transversalmente a su plano principal en relación con la resistencia térmica total en el recorrido entre la pared conductora de calor y el medio secundario que pasa por el flujo.

11. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las protuberancias tienen relaciones de compensación mutua.

12. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las protuberancias tienen una longitud limitada en la dirección del flujo que aumenta la transferencia de calor.

13. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las protuberancias están separadas en la dirección del flujo por partes (58, 58') con una conducción térmica considerablemente menor de forma que no se elimina la diferencia de temperatura de accionamiento del intercambiador de calor en la dirección del flujo.

14. Dispositivo de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que las protuberancias comprenden aletas (54-57) provistas de rejillas (61).