ES2271435T3 - Transmisor de calor con mantas de tubos capilares de plastico dispuestas en forma de espiral y procesamiento para su utilizacion. - Google Patents
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Abstract
Transmisor de calor con mantas de tubos capilares de plástico dispuestas en forma de espiral, constituido por mantas de tubos capilares de plástico que conducen el medio portador de calor actuante como una corriente de material primario, caracterizado porque las mantas (2) de tubos capilares de plástico dispuestas en forma de espiral constituyen al menos un cuerpo enrollado estable en su forma, porque en el interior del cuerpo enrollado está formado un espacio interior del transmisor de calor que sirve para la alimentación o la evacuación de una corriente de material secundario, y porque el cuerpo enrollado está equipado con una construcción auxiliar (7) que fomenta la estabilidad de forma y el paso radial de la corriente de material secundario.
Description
Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral y procedimiento
para su utilización.
La invención concierne a un transmisor de calor
con mantas de tubos capilares de plástico dispuestas en forma de
espiral que están constituidas por tubos capilares de plástico que
conducen el medio transmisor de calor como corriente de material
primario. Asimismo, la invención concierne a un procedimiento para
hacer funcionar un transmisor de calor en espiral constituido por
mantas de tubos capilares de plástico, en el que se conduce una
corriente de material secundario a calentar o a enfriar a través de
una manta de tubos capilares de plástico arrollada en forma de
espiral que es recorrida por una corriente de material primario que
sirve para el transporte del calor.
Una solución técnica de esta clase es necesaria
especialmente en la climatización de locales o edificios o en la
obtención de frío de consumo y/o calor de consumo.
En la técnica de los transmisores de calor es ya
conocido el empleo de mantas de tubos capilares de plástico
dispuestas en forma de espiral. Así, el documento DE 197 51 883 C2
describe una manta de tubos capilares de plástico para la
refrigeración o la calefacción de locales y/o baños de agua. En este
caso, aparte de una fabricación relativamente sencilla del
transmisor de calor, se hace posible la disposición compacta de
superficies de transmisión de calor relativamente grandes.
Para asegurar una circulación definida y una
resistencia al flujo calculable en, a ser posible, todas las zonas
de transmisión de calor, la solución técnica descrita prevé separar
uno de otro los distintos arrollamientos de las mantas de tubos
capilares de plástico por medio de películas preferiblemente
perfiladas. Con esto se pretende garantizar una circulación axial
por las mantas de tubos capilares de plástico dispuestas en forma de
espiral y una distancia definida en lo posible entre las distintas
capas de dichas mantas de tubos capilares de plástico. Con el
documento DE 198 31 918 C2 se da a conocer también una solución
técnica que prevé ya la utilización de mantas de tubos capilares de
plástico arrolladas o dispuestas en forma plana.
En una disposición preferiblemente vertical se
deberá hacer posible el transporte de la corriente de material
secundario preferiblemente en dirección paralela a las mantas de
tubos capilares de plástico dispuestas en forma plana o arrolladas
con respecto al eje y con ayuda del flujo de convección, el cual es
favorecido por la diferencia de densidad termodinámica.
Los inconvenientes de estas soluciones consisten
especialmente en que en mantas de tubos tubulares de plástico
dispuestas en forma de espiral es limitado, a causa de la película
utilizada, el barrido libre de los tubos capilares en el caso de una
corriente de material secundario conducida paralelamente al eje. En
el caso de la disposición de una manta de tubos capilares con
corriente primaria de una sola pasada se produce, a causa de la
corriente de material secundario conducida axialmente, una
conducción de corriente cruzada-contracorriente con
una pequeña proporción de contracorriente. Si se eligen varias
pasadas, aumenta fuertemente la pérdida de presión en la manta de
tubos capilares y la temperatura de la corriente de material
secundario conducida exteriormente no es igual en todas la sección
transversal del transmisor de calor, lo que puede ser desventajoso
especialmente en la salida.
Por este motivo, el cometido de la invención
consiste en crear una solución técnica con cuya ayuda se superen las
deficiencias del estado de la técnica conocido. En particular,
existe el problema de conseguir, utilizando un material exento de
corrosión y de incrustaciones para la superficie del transmisor de
calor, una buena transmisión de calor por convección prescindiendo
de una disposición de aletas generalmente usual. Asimismo, se deberá
materializar una conducción termodinámicamente favorable de la
corriente de material secundario. En particular, se pretende
conseguir en cada sitio del paquete del transmisor de calor unas
temperaturas de salida iguales y una baja velocidad de salida de la
corriente de material secundario para que el transmisor de calor
pueda utilizarse también, por ejemplo, para la llamada calefacción
tranquila o refrigeración tranquila por aire en cuartos de estar. La
solución técnica a crear deberá hacer posible también que se
realicen unos cálculos previos termodinámicos muy exactos y unas
demostraciones de potencia metrotécnicas reproducibles. Por último,
se aspira a obtener una capacidad de adaptación muy buena a
diferentes condiciones de utilización, al tiempo que se aseguran
posibilidades de mantenimiento ventajosas.
El problema se resuelve según la invención con
las características de las reivindicaciones 1 y 22. Según éstas, un
transmisor de calor con mantas de tubos capilares de plástico
dispuestas en forma de espiral está constituido por mantas de tubos
capilares de plástico que conducen el medio portador de calor en
forma de una corriente de material primario. Las mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral forman entonces
al menos un cuerpo enrollado estable en su forma. En el interior del
cuerpo enrollado está formado un espacio interior del transmisor de
calor que sirve para la alimentación o la evacuación de la corriente
de material secundario. Además, el cuerpo enrollado está equipado
con una construcción auxiliar que fomenta la estabilidad de forma y
el paso radial de la corriente de material secundario. En el caso
más sencillo, esta construcción auxiliar está formada por cubiertas
perfiladas radialmente dispuestas del cuerpo enrollado que limitan
cada una de ellas dicho cuerpo enrollado, de modo que se produce a
través del cuerpo enrollado un flujo de la corriente de material
secundario que está dirigido en dirección aproximadamente
perpendicular al eje de dicho cuerpo enrollado.
Otra posibilidad adicional de configuración del
transmisor de calor consiste en mantas de tubos capilares de
plástico que conducen el medio portador de calor en forma de una
corriente de material primario, un tubo interior que alimenta o
evacua la corriente de material secundario y una carcasa exterior
que alimenta o evacua la corriente de material secundario, dentro de
la cual está dispuesta la manta de tubos capilares arrollada en
forma de espiral. Los módulos tubulares del transmisor de calor
están construidos con o sin mantas de tubos capilares de plástico
dispuestas en forma de espiral y están unidos de forma que pueden
combinarse axialmente unos con otros. El tubo interior presenta
perforaciones al menos en la zona de la manta de tubos capilares de
plástico dispuesta en forma de espiral. Por el contrario, la carcasa
exterior del transmisor de calor presenta perforaciones en caso
necesario, independientemente de si están dispuestas o no mantas de
tubos capilares de plástico en el respectivo módulo. Además, entre
los módulos están dispuestas, al menos por fuera del tubo interior,
unas cubiertas radiales que sirven para el paso radial de la
corriente de material secundario a través de la manta de tubos
capilares de plástico dispuesta en forma de espiral.
Las demás ejecuciones ventajosas del transmisor
de calor están descritas en las reivindicaciones subordinadas 4 a
21.
Además, en un procedimiento para utilizar un
transmisor de calor en espiral constituido por mantas de tubos
capilares de plástico se conduce una corriente de material primario
que sirve para el transporte del calor a través de una manta de
tubos capilares de plástico arrollada en forma de espiral.
A través de la manta de tubos capilares de
plástico arrollada en forma de espiral se conduce entonces una
corriente de material secundario a calentar o a enfriar.
La circulación de la corriente de material
secundario se efectúa entonces en una dirección aproximadamente
perpendicular al eje de la manta de tubos capilares de plástico
arrollada en forma de espiral a través del paquete así formado de
superficies del transmisor de calor. De esta manera, se asegura que
la corriente de material secundario, al establecer contacto con las
primeras superficies del transmisor de calor, incida de forma
definida por todo el transmisor de calor en una corriente de
material primario de temperatura uniforme. Lo mismo ocurre a la
salida de la corriente de material secundario desde la manta de
tubos capilares de plástico arrollada en forma de espiral. De este
modo, la transmisión de calor puede efectuarse de manera definida en
la llamada contracorriente o en la llamada isocorriente. Unas
estructuras internas adicionales para dificultar la circulación no
dificultan el bañado casi completo de los tubos capilares por la
circulación de la corriente de material secundario, lo que favorece
la transmisión de calor.
En una variante de realización preferida se ha
previsto que, en el caso de la disposición aproximadamente vertical
del eje del transmisor de calor en espiral, el transporte de la
corriente de material secundario a través del transmisor de calor en
espiral sea producido por la diferencia de densidad termodinámica
resultante. Es posible así, por ejemplo, disponer las superficies
del transmisor de calor en elementos de configuración de locales con
extensión preferiblemente vertical o en paredes limitadoras de
locales y, prescindiendo de medios auxiliares técnicos, como
soplantes o bombas, producir la llamada refrigeración o calefacción
tranquila.
Otra variante de realización prevé aprovechar el
transmisor de calor en espiral como refrigerador en seco para
enfriar una corriente primaria líquida, a cuyo fin se utiliza aire
atmosférico frío en calidad de corriente de material secundario. Por
el contrario, en otra variante se puede utilizar el transmisor de
calor en espiral como refrigerador en húmedo, para lo cual, con el
fin de aumentar la potencia utilizando el frío de evaporación, se
riega o rocía el cuerpo enrollado constituido por la manta de tubos
capilares de plástico con un líquido que se está evaporando,
preferiblemente con agua.
Es posible también aprovechar el transmisor de
calor en espiral mediante una conmutación discrecional controlada en
temperatura y/o en potencia entre las clases de funcionamiento de
refrigeración en seco y refrigeración en húmedo.
Asimismo, se ha previsto utilizar combinaciones
de transmisores de calor en espiral que trabajan en varias etapas de
modo que se conecten al menos dos transmisores de calor en espiral
uno tras otro.
Con ayuda de un dispositivo de transporte
montado entre los transmisores de calor conectados uno tras otro,
preferiblemente con ayuda de una bomba o un soplante, se conduce la
corriente de material secundario de fuera a dentro en el primer
transmisor de calor en espiral y de dentro a fuera en el segundo
transmisor de calor en espiral. En esta aplicación es posible
disponer los distintos transmisores de calor en espiral de la
combinación de transmisores de calor en espiral en locales
diferentes.
En otra aplicación preferida se dispone el
transmisor de calor en espiral, con fines de refrigeración de una
llamada vela de refrigeración, sobre esta vela de refrigeración en
una posición axial eje horizontal o casi horizontal. El aire a
enfriar es transportado por medio de un soplante a través del
transmisor de calor en espiral, pudiendo instalarse el soplante
delante, dentro o detrás de las mantas de tubos capilares de
plástico dispuestas en forma de espiral. El aire enfriado por el
transmisor de calor en espiral es alimentado entonces a la vela de
refrigeración de forma de cubeta o de artesa plana dispuesta debajo
del mismo. En el caso de una configuración de la vela de
refrigeración como una construcción perforada, la vela de
refrigeración es recorrida por el aire frío generado encima de
ella.
Como corriente de material secundario que
recorre el transmisor de calor en espiral puede utilizarse, aparte
de medios gaseosos, preferiblemente aire, un líquido,
preferiblemente agua a calentar o a enfriar.
Es posible también emplear para el medio a
calentar o a enfriar al menos partes de una fuente de calor
ambiental o una fuente de frío ambiental. En este caso se calienta o
se enfría preferiblemente la corriente de material primario para
fines energéticos, formando la fuente de calor ambiental o la fuente
de frío ambiental la corriente de material secundario, por ejemplo
en forma de aire ambiente, agua de río o agua de mar.
En principio, es posible utilizar el transmisor
de calor en espiral o la combinación de transmisores de calor en
espiral en cualquier posición axial en el espacio, pero
preferiblemente en posición axial vertical u horizontal.
Las ventajas de la invención consisten, en forma
resumida, en que utilizando un material exento de corrosión y de
incrustaciones para las superficies del transmisor de calor en forma
de mantas de tubos capilares de plástico esta disponible ahora un
transmisor de calor compacto y bien calculable para las más
diferentes tareas. A pesar del empleo de mantas de tubos capilares
de plástico como superficies del transmisor de calor, se pueden
configurar con ayuda de la solución creada transmisores de calor
que, con resistencias minimizadas al flujo, hacen que sean
discrecionalmente posibles transmisiones de calor entre la corriente
de material primario y la corriente de material secundario según el
principio de contracorriente o según el principio de isocorriente.
La disposición en paquete de las superficies del transmisor de calor
en forma de mantas de tubos capilares de plástico arrolladas en
espiral permite la habilitación de una gran superficie del
transmisor de calor en un espacio muy estrecho. A causa de la
conducción termodinámicamente favorable de la corriente de material
secundario existen premisas claramente mejoradas para el llamado
calentamiento o enfriamiento tranquilos utilizando el flujo de
convección a consecuencia de diferencias de densidad
termodinámicas.
Se explica seguidamente la invención con más
detalle ayudándose de ejemplos de realización.
Muestran en el dibujo adjunto:
La figura 1, una representación en sección
vertical esquemática de un transmisor de calor para la calefacción
de locales con mantas de tubos capilares de plástico que conducen la
corriente de material primario y que forman un espacio interior que
sirve para la alimentación o la evacuación de la corriente de
material secundario;
La figura 2, una representación en sección
vertical esquemática de un transmisor de calor para la refrigeración
de locales con mantas de tubos capilares de plástico que conducen la
corriente de material primario y que forman un espacio interior que
sirve para la alimentación o la evacuación de la corriente de
material secundario;
La figura 3, una representación en sección
vertical esquemática de un transmisor de calor de un solo módulo
para la calefacción de locales con una carcasa exterior perforada y
un tubo interior de evacuación de la corriente de material
secundario calentada;
La figura 4, una representación en sección
vertical esquemática de un transmisor de calor de varios módulos
para la calefacción de locales, constituido por dos partes de
carcasa exteriores perforadas, una parte de carcasa exterior sin
perforar y dos cuerpos enrollados recorridos en sentidos contrarios
por la corriente de material secundario;
La figura 5, una representación en sección
vertical esquemática de un transmisor de calor de varios módulos
para la refrigeración de locales, constituido por dos partes de
carcasa exteriores perforadas, una parte de carcasa exterior sin
perforar y dos cuerpos enrollados recorridos en sentidos contrarios
por la corriente de material secundario;
La figura 6, una representación en sección
esquemática de un transmisor de calor en posición axial casi
horizontal con formación de la zona inferior de la carcasa exterior
como un dispositivo de recogida de condensado;
La figura 7, una representación en sección
esquemática de la disposición de un transmisor de calor sobre una
vela de refrigeración en el techo de un local;
La figura 8, una representación en sección
vertical esquemática de un transmisor de calor de un solo módulo que
está equipado con un dispositivo de conducción de la corriente de
material, un filtro de la corriente de material secundario y un
cierre de limpieza;
La figura 9, una representación en sección
esquemática de un transmisor de calor dispuesto en un paso de una
pared; y
La figura 10, una representación en sección
esquemática de un transmisor de calor de varios módulos que está
equipado con una cámara mezcladora para la utilización de diferentes
corrientes de material secundario.
Ejemplo de realización
1
Según la figura 1, un transmisor de calor para
la calefacción de locales está equipado con un paquete 2 de mantas
de tubos capilares de plástico dispuestas en forma de espiral de
modo que en el interior del cuerpo enrollado 23 existe un espacio
interior cilíndrico 20. Este cuerpo enrollado 23 está posicionado
por medio de perfilados entre una superficie de techo 10 y unas
cubiertas 7. En la cubierta 7 está dispuesto, además, un soplante
13 para reforzar el flujo de material secundario 14. La manta 2 de
tubos capilares de plástico dispuesta en forma de espiral es
solicitada con un medio portador de calor en calidad de corriente de
material primario 22. El aire del local a calentar circula
radialmente por el cuerpo enrollado 23 como corriente de material
secundario 14 hasta alcanzar el espacio interior 20 y sale del
transmisor de calor como corriente de material secundario calentada
14 después de pasar por el soplante 13. A consecuencia de la
convección en el espacio interior 20 del transmisor de calor, este
transmisor de calor puede ser utilizado también para la llamada
calefacción tranquila cuando se pare el soplante 13.
Ejemplo de realización
2
Según la figura 2, un transmisor de calor en
forma de una manta 2 de tubos capilares de plástico dispuesta en
forma de espiral es utilizado para la refrigeración de locales. El
transmisor de calor está construido en este caso como en el ejemplo
1, pero se encuentra completamente dentro de una carcasa exterior 5
que presenta perforaciones 6 en su extremo inferior. La cubierta 7
es de construcción perforada en la zona del espacio interior tabular
20 del transmisor de calor. A través de esta perforación 8 llega el
aire caliente del local al transmisor de calor, en donde se enfría
dicho aire a consecuencia de que el cuerpo enrollado 23 formado por
una manta 2 de tubos capilares de plástico es enfriado con un medio
portador de frío actuante como corriente de material primario 22. El
aire del local recorre el cuerpo enrollado 23 como corriente de
material secundario 14 en dirección aproximadamente radial y es
capturado por fuera del cuerpo enrollado 23 en la carcasa exterior
5. A consecuencia de la elevada densidad del aire enfriado del
local, éste sale por las perforaciones 6 de la carcasa exterior 5
dispuestas en las proximidades del fondo y genera entonces en el
espacio interior 20 del transmisor de calor una depresión que
produce la entrada del aire caliente del local en el transmisor de
calor y la circulación a través del cuerpo enrollado 23. Este
transmisor de calor se utiliza para la llamada refrigeración
tranquila de locales.
Ejemplo de realización
3
Según la figura 3, un transmisor de calor
destinado a la calefacción de locales y dotado de la altura del
local está formado por dos módulos tubulares 1. El módulo inferior 1
está constituido por una carcasa exterior 5 que presenta
perforaciones 6. Este módulo tubular 1 posee un tubo interior 3 que
presenta perforaciones 4 en toda la altura. Alrededor del tubo
interior 3 está arrollada en forma de espiral una manta 2 de tubos
capilares de plástico que es solicitada con un medio portador de
calor actuante como corriente de material primario 22. El módulo
inferior 1 está equipado con una cubierta 7 que limita en dirección
radial el cuerpo enrollado 23 entre el tubo interior 3 y la carcasa
exterior 5. Por encima del módulo inferior 1 está dispuesto otro
módulo tubular 1 en forma de una carcasa exterior 5 sin más
componentes de equipamiento. En la zona del techo esta carcasa 5
posee perforaciones 6 que sirven para la salida del aire calentado
del local en forma de la corriente de material secundario 14 que
recorre radialmente el cuerpo enrollado 23. El transmisor de calor
es hecho funcionar exclusivamente por la circulación de convección
originada en el interior 20 y se utiliza para la llamada calefacción
tranquila.
Ejemplo de realización
4
Según la figura 4, un transmisor de calor dotado
de la altura de un local está compuesto de cinco módulos tubulares
1. En las zonas inferior y superior están posicionados módulos
tubulares 1 de igual construcción en forma de carcasas exteriores 5
que presentan perforaciones 6 tanto en el fondo como en la zona del
techo. Además, a continuación de cada uno de estos módulos tubulares
están dispuestos unos respectivos transmisores de calor de igual
construcción que están constituidos cada uno de ellos por un tubo
interior 3 con perforaciones 4, un cuerpo enrollado 23, una carcasa
exterior 5 sin perforaciones 6, una cubierta 7 que cierra en cada
caso el cuerpo enrollado 23 y la sección transversal del tubo
interior 3, y una superficie de techo 10 que cierra el cuerpo
enrollado 23 y el espacio existente entre dicho cuerpo enrollado 23
y la carcasa exterior 5 con una superficie de sección transversal de
forma de corona circular. Entre estos dos módulos tubulares 1 está
dispuesto un llamado módulo vacío 12 que consiste únicamente en una
carcasa exterior 5 sin perforaciones 6.
En esta disposición el transmisor de calor
funciona de la manera siguiente: A través de las perforaciones 6 de
la zona del fondo pasa el aire del local al transmisor de calor y
dicho aire llega, a través de la cubierta 7, al tubo interior 3 del
módulo inferior 1 equipado con un cuerpo enrollado 23. El aire del
local circula radialmente hacia fuera como corriente de material
secundario 14 a través del cuerpo enrollado 23 y llega al módulo
vacío 12 a través del espacio existente entre el cuerpo enrollado 23
y la carcasa exterior 5. La corriente de material secundario pasa de
este módulo vacío 12 a una segunda etapa del transmisor de calor que
está dispuesta por encima de dicho módulo vacío 12. La cubierta 7
provoca la entrada de la corriente de material secundario 14 en el
local entre el cuerpo enrollado 23 y la carcasa exterior 5 y
seguidamente la circulación radial de fuera a dentro a través del
cuerpo enrollado 23. El cuerpo enrollado está limitado a su vez
hacia arriba por una superficie de techo 10, manteniéndose libre
solamente la sección transversal del tubo interior 3. Circula así la
corriente de material secundario calentada 14 y ésta llega al módulo
superior 1 y pasa al local a través de las perforaciones 6 de la
carcasa exterior 5 dispuestas en las proximidades del techo.
Preferiblemente, este transmisor de calor combinado se utiliza como
calefactor de locales mediante la conexión del cuerpo enrollado
inferior a un sistema para la habilitación de un portador de calor
actuante como corriente de material primario 22.
Ejemplo de realización
5
Según la figura 5, un transmisor de calor está
configurado de manera análoga a la figura 4 y se utiliza en el
ejemplo de realización para la refrigeración de locales. En este
caso, el transmisor de calor combinado se utiliza preferiblemente
mediante la conexión del cuerpo enrollado superior 23 a un sistema
para la habilitación de un portador de frío actuante como corriente
de material primario 22.
Ejemplo de realización
6
Según las figuras 6 y 7, se utiliza para la
obtención de una corriente de aire refrigerante para la solicitación
de una vela de refrigeración 24 dispuesta en la zona del techo de un
local un transmisor de calor en forma de un módulo tubular 1 con una
orientación aproximadamente horizontal del eje 11 del transmisor de
calor.
El transmisor de calor está limitado en ambos
extremos por unas superficies de techo 10. En el lado de la
alimentación del aire del local como corriente de material
secundario 14 está dispuesto en el racor de conexión del tubo
interior 3 un soplante 13 actuante como medio de transporte de la
corriente de material secundario 14. El tubo interior 3 presenta
perforaciones pasantes 4. Alrededor del tubo interior 3 se encuentra
el cuerpo enrollado 23, el cual esta formado por una manta 2 de
tubos capilares de plástico. El cuerpo enrollado 23 está unido con
un sistema para la habilitación de un medio portador de frío
actuante como corriente de material primario 22. La corriente de
material secundario 14 que circula por el cuerpo enrollado en
dirección radial es enfriada y llega al espacio intermedio entre el
cuerpo enrollado 23 y la carcasa exterior 5. La carcasa exterior 5
no presenta perforaciones 6 hasta una altura de aproximadamente un
20% del diámetro. En la zona restante la carcasa exterior 5 está
equipada con perforaciones 6 a través de las cuales sale del
transmisor de calor la corriente de material secundario enfriada 14.
La zona inferior no perforada de la carcasa exterior 5 sirve como
dispositivo 16 de recogida de condensado que está unido con un
dispositivo de descarga de condensado a través de un sifón 25. La
corriente de material secundario 14 que sale del transmisor de calor
llega a la vela de refrigeración 24 dispuesta debajo del transmisor
de calor en la zona del techo, cuya vela se utiliza como fuente de
frío por radiación.
Ejemplo de realización
7
Según la Figura 8, un transmisor de calor de un
solo módulo está equipado con un tubo interior 3 que está realizado
con perforaciones 4 por dentro del módulo tubular 1. Alrededor de
este tubo interior 3 está dispuesta una manta 2 de tubos capilares
de plástico en forma de un cuerpo enrollado 23. El módulo 1 posee,
además, una carcasa exterior 5 que está realizada también con
perforaciones 6. En el tubo interior 3 está montado un dispositivo
21 de conducción de la corriente de material realizado en forma
cónica, el cual sirve para una salida uniforme de la corriente de
material secundario 14 hacia el tubo interior 3. El dispositivo 21
de conducción de la corriente de material lleva antepuesto un
soplante actuante como medio de transporte 13 para la corriente de
material secundario 14. Delante del soplante 13 está dispuesto un
filtro de aire 18. El transmisor de calor está cerrado hacia abajo
por una superficie de techo 10 en toda la superficie circundada por
la carcasa exterior 5. El transmisor de calor está limitado hacia
arriba por una cubierta 7 sobre la cual está posicionado un cierre
17 para asegurar la accesibilidad para fines de control y
manteni-
miento.
miento.
Ejemplo de realización
8
Según la Figura 9, un transmisor de calor para
fines de calefacción o refrigeración de locales está dispuesto en un
paso 15 de una pared. La superficie interior del paso cilíndrico de
la pared forma la carcasa exterior 5. El lado frontal del cuerpo
enrollado 23 y el tubo interior 3 están cerrados hacia el espacio
útil por medio de una cubierta 7, mientras que la superficie de
forma de corona circular entre el cuerpo enrollado 23 y el paso 15
de la pared está sin cerrar para que salga aire calentado o
enfriado. En el lado del paso 15 de la pared que queda alejado del
local el transmisor de calor está frontalmente cerrado por completo
en la zona de fuera del tubo interior 3. En el tubo interior
prolongado 3 se encuentra un soplante 13 para el transporte de la
corriente de material secundario 14 hacia el transmisor de calor. El
tubo interior 3 está equipado con perforaciones 4 en toda la
longitud del transmisor de calor. La corriente de material
secundario 14 circula en dirección casi radial a través del cuerpo
enrollado 23 hacia el espacio intermedio entre dicho cuerpo
enrollado 23 y el paso 15 de la pared. Según las necesidades, el
cuerpo enrollado 23 se une con un sistema para habilitar un portador
de calor o un portador de frío en forma de corriente de material
primario 22.
Ejemplo de realización
9
Según la Figura 10, un transmisor de calor de
varios módulos se posiciona parcialmente en un paso mural 15 de
manera análoga al ejemplo de realización 8. Delante del transmisor
de calor está montado un módulo tubular 1 en calidad de módulo vacío
12 en el que están dispuestos una instalación filtradora y
distribuidora 18 y un medio de transporte 13 en forma de un soplante
para la corriente de material secundario 14. Delante de este módulo
está montada una cámara mezcladora 19 que está unida con una tubería
para capturar el aire consumido del local y con una tubería de
alimentación de aire nuevo. En este ejemplo la corriente de material
primario 22 puede ser también un medio portador de frío o un medio
portador de calor, con lo que se puede utilizar el transmisor de
calor para fines de calefacción o de refrigeración.
- 1
- Módulo tubular
- 2
- Manta de tubos capilares de plástico
- 3
- Tubo interior
- 4
- Perforaciones del tubo interior
- 5
- Carcasa exterior
- 6
- Perforaciones de la carcasa exterior
- 7
- Cubierta
- 8
- Perforaciones de la cubierta
- 9
- Módulo final
- 10
- Superficie de techo
- 11
- Eje del transmisor de calor
- 12
- Módulo vacío
- 13
- Medio de transporte de la corriente de material secundario
- 14
- Corriente de material secundario
- 15
- Paso mural
- 16
- Dispositivo de recogida de condensado
- 17
- Cierre
- 18
- Instalaciones filtrantes y/o distribuidoras
- 19
- Cámara mezcladora
- 20
- Espacio interior del transmisor de calor
- 21
- Dispositivo de conducción de la corriente de material
- 22
- Corriente de material primario
- 23
- Cuerpo enrollado
- 24
- Vela de refrigeración
- 25
- Sifón
Claims (33)
1. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral, constituido
por mantas de tubos capilares de plástico que conducen el medio
portador de calor actuante como una corriente de material primario,
caracterizado porque las mantas (2) de tubos capilares de
plástico dispuestas en forma de espiral constituyen al menos un
cuerpo enrollado estable en su forma, porque en el interior del
cuerpo enrollado está formado un espacio interior del transmisor de
calor que sirve para la alimentación o la evacuación de una
corriente de material secundario, y porque el cuerpo enrollado está
equipado con una construcción auxiliar (7) que fomenta la
estabilidad de forma y el paso radial de la corriente de material
secundario.
2. Transmisor de calor según la reivindicación
1, caracterizado porque el transmisor de calor comprende,
además, un tubo interior que alimenta o evacua la corriente de
material secundario, así como una carcasa exterior que alimenta o
evacua la corriente de material secundario y dentro de la cual están
dispuestos la manta de tubos capilares de plástico y el tubo
interior, y porque la construcción auxiliar (7) está constituida por
módulos tubulares (1) que están unidos con mantas (2) de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral de manera que
pueden combinarse axialmente unos con otros, porque el tubo interior
(3) presenta perforaciones (4) al menos en la zona de la manta (2)
de tubos capilares de plástico dispuesto en forma de espiral, porque
la carcasa exterior (5) del transmisor de calor presenta, al menos
en parte, perforaciones (6) y porque entre los módulos (1) están
dispuestas, al menos por fuera del tubo interior (3), unas cubiertas
(7) radialmente colocadas que fomentan el paso radial de la
corriente de material secundario por la manta de tubos capilares de
plástico dispuesta en forma de espiral.
3. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según la
reivindicación 1, caracterizado porque la construcción
auxiliar que estabiliza el espacio interior cilíndrico (20) del
transmisor de calor está constituida por cubiertas perfiladas
radialmente dispuestas (7) del cuerpo enrollado, un cilindro de
alambre en malla o una matriz de aglutinantes de plástico que
inmovilizan el mazo de mantas.
4. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según las
reivindicaciones 2 a 3, caracterizado porque las
perforaciones (6) de la carcasa exterior (5) del transmisor de calor
están dispuestas en los módulos (1) sin manta (2) de tubos capilares
de plástico dispuesta en forma de espiral.
5. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según las
reivindicaciones 2 a 3, caracterizado porque las
perforaciones (6) de la carcasa exterior (5) del transmisor de calor
están dispuestas en los módulos (1) con manta (2) de tubos capilares
de plástico dispuesta en forma de espiral.
6. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la carcasa
exterior (5) del transmisor de calor está configurada en forma de un
canal prismático o en forma de un tubo.
7. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los
componentes que sirven de dispositivo (21) de conducción de la
corriente de material para lograr una distribución o captura
aproximadamente uniforme de la corriente de material secundario
están formados en el espacio interior (20) del transmisor de calor
con superficies de sección transversal continua o discontinuamente
variables, preferiblemente en forma cónica.
8. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según la
reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo (21) de
conducción de la corriente de material configurado en forma cónica
en el espacio interior (20) del transmisor de calor está constituido
por un tejido textil o por un material perforado de metal o de
plástico.
9. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las
cubiertas (7) presentan perforaciones (8) que producen al menos un
flujo axial proporcional a través del paquete de la manta (2) de
tubos capilares de plástico dispuesta en forma de espiral.
10. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en el módulo
final (9) está dispuesta una superficie de techo sin perforar (10)
sobre toda la superficie de sección transversal circundada por la
carcasa exterior (5) del transmisor de calor.
11. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el eje (11)
del transmisor de calor está dispuesto en posición aproximadamente
horizontal.
12. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el eje (11)
del transmisor de calor está dispuesto en posición aproximadamente
vertical.
13. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque entre los
módulos (1) con mantas (2) de tubos capilares de plástico dispuestas
en forma de espiral están dispuestos unos módulos vacíos (12).
14. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque en los
módulos vacíos (12), en los módulos (1) sin mantas (2) de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral, dentro del
tubo interior (3), dentro del dispositivo (21) de conducción de la
corriente de material configurado preferiblemente en forma cónica,
dentro de la carcasa exterior (5) o dentro de la superficie de forma
de corona circular entre el tubo interior (3) y la carcasa exterior
(5) están dispuestos unos medios (13), por ejemplo un soplante, para
el transporte de la corriente de material secundario (14).
15. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque entre los
módulos (1) con mantas (2) de tubos capilares de plástico dispuestas
en forma de espiral y los módulos vacíos (12) están dispuestas unas
cubiertas (7) entre el tubo interior (3) y la pared de la carcasa
exterior (5).
16. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la carcasa
exterior (5) del transmisor de calor está dispuesta como un
componente limitador de un local y/o en un paso (15) a través de
paredes verticales u horizontales de limitación del local.
17. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según la
reivindicación 16, caracterizado porque, en el caso de la
disposición del transmisor de calor en un paso (15) a través de
paredes verticales u horizontales de limitación de un local, las
superficies interiores del paso están realizadas en forma de una
limitación de canal exterior (5).
18. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque dentro del
tubo interior (3) o entre el tubo interior (3) y la carcasa exterior
(5) están dispuestos unos medios (16) para la captura y evacuación
de condensados producidos.
19. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque en la pared
de la carcasa exterior (5) o en las superficies de techo (10) están
dispuestos unos cierres desmontables (17) que sirven para la
limpieza del transmisor de calor.
20. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque en el tubo
interior (3) están dispuestas en su pared y/o en la pared de la
carcasa exterior (5) unas instalaciones (18) que sirven para la
distribución uniforme y/o el filtrado de la corriente de material
secundario (14).
21. Transmisor de calor con mantas de tubos
capilares de plástico dispuestas en forma de espiral según una de
las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque sobre o en
el tubo interior (3) está dispuesta una cámara mezcladora (19) para
mezclar corrientes de material secundario diferentes (14).
22. Procedimiento de utilización de un
transmisor de calor en espiral constituido por mantas de tubos
capilares de plástico según las reivindicaciones 1 a 21, en el que
se conduce una corriente de material secundario a calentar o a
enfriar a través de una manta de tubos capilares de plástico
arrollada en forma de espiral que es recorrida por una corriente de
material primario que sirve para el transporte de calor,
caracterizado porque la corriente de material secundario (14)
es conducida a través de la manta (2) de tubos capilares de plástico
arrollada en forma de espiral en dirección aproximadamente
perpendicular al eje (11) de dicha manta (2) de tubos capilares de
plástico arrollada en forma de espiral.
23. Procedimiento según la reivindicación 22,
caracterizado porque, en el caso de la disposición
aproximadamente vertical del eje (11) del transmisor de calor en
espiral, el transporte de la corriente de material secundario (14) a
través del transmisor de calor en espiral se produce a consecuencia
de la diferencia de densidad termodinámica resultante.
24. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 22 y 23, caracterizado porque el transmisor
de calor en espiral se utiliza como refrigerador en seco mediante la
utilización de aire atmosférico frío como corriente de material
secundario (14) para enfriar la corriente de material primario
líquida (22).
25. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 22 y 23, caracterizado porque el transmisor
de calor en espiral, actuando como refrigerador en húmedo, se riega
o se rocía con un líquido que se está evaporando, de preferencia
con agua, a fin de aumentar la potencia utilizando el frío de
evaporación de los cuerpos enrollados (23) constituidos por la
manta (2) de tubos capilares de plástico.
26. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 24 y 25, caracterizado porque el transmisor
de calor en espiral se utiliza mediante una conmutación discrecional
controlada en temperatura y/o en potencia entre las clases de
funcionamiento de refrigeración en seco y refrigeración en
húmedo.
27. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 22 a 26, caracterizado porque se conectan
uno tras otro al menos dos transmisores de calor en espiral para
formar una combinación de transmisores de calor en espiral que
trabajan en varias etapas de modo que un dispositivo de transporte
(13) dispuesto entre ellos conduzca la corriente de material
secundario (14) de fuera a dentro en el primer transmisor de calor
en espiral y de dentro a fuera en el segundo transmisor de calor en
espiral.
28. Procedimiento según la reivindicación 27,
caracterizado porque los transmisores de calor en espiral de
una combinación de transmisores de calor en espiral pueden
disponerse en locales diferentes.
29. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 22 a 28, caracterizado porque, con el fin de
enfriar una llamada vela de refrigeración (24), el transmisor de
calor en espiral se dispone sobre esta vela de refrigeración (24) en
posición horizontal o casi horizontal del eje (11) y el aire
enfriado por el transmisor de calor en espiral es impulsado hacia la
vela de refrigeración (24) plana, de forma de cubeta o de artesa,
dispuesta debajo del mismo.
30. Procedimiento según la reivindicación 29,
caracterizado porque la vela de refrigeración (24) formada
por una construcción perforada es recorrida por el aire frío
obtenido por encima de ella.
31. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 22 a 30, caracterizado porque se emplea como
corriente de material secundario (14) que recorre el transmisor de
calor en espiral un líquido, preferiblemente agua a calentar o a
enfriar.
32. Procedimiento según la reivindicación 31,
caracterizado porque se emplean como medio a calentar o a
enfriar al menos partes de una fuente de calor ambiental o una
fuente de frío ambiental.
33. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 22 a 32, caracterizado porque el transmisor
de calor en espiral o la combinación de transmisores de calor en
espiral se utilizan en cualquier posición en el espacio del eje
(11), pero preferiblemente en una disposición vertical u horizontal
de dicho eje.
Applications Claiming Priority (4)
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