ES2278132T3 - Dispositivo para la deshumidificacion del aire ambiental. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la deshumidficación del aire ambiental con una cámara compuesta por al menos una primera cavidad (1) y al menos una segunda cavidad (2), estando separadas las cavidades por al menos una estructura (3) permeable al agua y/o al vapor de agua que se encuentran en cada caso en dirección a las corrientes de fluido que atraviesan las cavidades (1, 2) de la cámara, pudiendo ser atravesada la primera cavidad (1) por una primera corriente (11, 12) de aire que ha de deshumidificarse, pudiendo ser atravesada la segunda cavidad (2) por una segunda corriente (13, 14) de aire, caracterizado porque la primera cavidad (1) está separada de un primer volumen (4) intermedio por una primera estructura (3) permeable al agua y/o al vapor de agua, porque la segunda cavidad (2) está separada de un segundo volumen (4) intermedio por una segunda estructura (3) permeable al agua y/o al vapor de agua, y porque los dos volúmenes (4) intermedios están unidos entre sí en un circuito (21, 22, 23, 24) de corrientes de aire.

Description

Dispositivo para la deshumidificación del aire ambiental.

La invención se refiere a un dispositivo para la deshumidificación del aire ambiental según el preámbulo de la reivindicación 1. Un dispositivo de este tipo se conoce del documento US 6.178.966, en el que la corriente de aire fresco y la corriente de aire de evacuación están separadas mediante una membrana permeable al agua.

Una característica técnica de este tipo de procedimiento es que se evita la condensación en los dispositivos y se construyen elementos para la evacuación del agua. Un dispositivo de este tipo se conoce del documento DE19816185C1, en el que se consigue una absorción indirecta mediante el empleo de una estructura permeable al agua y/o al vapor de agua, transformándose el agua en un líquido de refrigeración higroscópico. Esto requiere un costoso circuito de refrigeración adicional.

Del estado de la técnica se conocen desde la primera mitad del siglo XX una serie de intercambiadores de calor giratorios con los que se separa del aire ambiental la humedad del aire ambiental existente en un volumen de aire de evacuación y se alimenta aire fresco. Con esto, es posible transmitir el calor y la humedad que se encuentran en el aire de evacuación directamente al aire de alimentación sin tener que dar un rodeo por la condensación del agua o el vapor de agua. En el documento EP0159986 (US4.633.936) se ha dado a conocer un procedimiento ventajoso para la fabricación de un intercambiador de calor de este tipo. Este intercambiador de calor se compone de dos superficies que están enrolladas en una espiral para formar el rotor del intercambiador de calor. Por tanto, en la dirección del eje longitudinal están formados grupos de canales que atraviesan de forma alterna la corriente de aire caliente que ha de enfriarse y la corriente de aire frío que ha de calentarse. Aquí se utiliza la adherencia del agua en materiales sin condensación. En cierta medida puede regularse un control de la deshumidificación con la velocidad del tambor, lo cual, sin embargo, tiene una repercusión directa en el nivel de ruidos.

A este respecto resulta desventajoso, por ejemplo, que estos dispositivos comprendan una serie de piezas móviles que, de forma correspondiente, están sujetas a mantenimiento y desgaste.

Asimismo, por ejemplo, en las viviendas resulta desventajoso que con la humedad transmitida también se transmitan sustancias olorosas al aire ambiental fresco.

Partiendo de este estado de la técnica, la invención se basa en el objetivo de mejorar un dispositivo del tipo citado al principio que pueda construirse de forma sencilla y energéticamente favorable, y de que tenga lugar una transmisión de humedad en la medida de lo posible sin olores. En especial, el objetivo de la invención es indicar un deshumidificador de agua con poco desgaste y poco ruido para la ventilación de las viviendas.

Un dispositivo de este tipo se caracteriza por las características de la reivindicación 1.

Por "estructura permeable al agua y/o al vapor de agua" ha de entenderse una membrana, lámina o estructura porosa que en presencia de diferentes presiones parciales puede ser atravesada en los dos lados de la estructura por agua y/o vapor de agua, no obstante, fundamentalmente no puedan atravesarla otras sustancias o gases. En condiciones de, por ejemplo, alrededor de 30 grados Celsius de temperatura y una diferencia de presiones parciales del orden de 100 milibar, puede conseguirse una permeabilidad de 10 a 20 metros por hora y bar.

En las reivindicaciones subordinadas se señalan otros ejemplos de realización ventajosos.

La invención se describe ahora de forma detallada y a título de ejemplo mediante el dibujo con ejemplos de realización. Muestran:

la fig. 1 una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo para la deshumidificación del aire ambiental en forma de un dibujo esquemático,

la fig. 2 una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo según un ejemplo de realización de la invención en forma de un dibujo esquemático, y

la fig. 3 una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo para la deshumidificación del aire ambiental en forma de un dibujo esquemático.

La figura 1 muestra una vista en perspectiva esquemática de un dispositivo para la deshumidificación del aire ambiental con un volumen longitudinal que sólo tiene aberturas en dos desembocaduras enfrentadas. En la figura 1 se muestra el dibujo básico de una sección de un volumen de este tipo. El volumen mencionado dispone de al menos una primera cavidad 1 y al menos una segunda cavidad 2 que están separadas por al menos una membrana 3 permeable al agua y/o al vapor de agua. En principio puede utilizarse cualquier membrana o estructura plana permeable al agua o al vapor de agua, pero que bloquee los gases y otras moléculas. Una estructura de este tipo también puede ser un material rígido poroso. En el caso de otras moléculas también puede tratarse, en el entorno de la vivienda, especialmente de olores provenientes de la cocina y de espacios húmedos.

En el ejemplo de realización mostrado, las cavidades 1 y 2 están rodeadas por paredes "duras" impermeables en cuatro lados 31, 32, 33 y 34, de modo que las cavidades 1 y 2 se representan como manguera. Entre tanto, la membrana 3 está extendida como pared de separación. Se dispone en cada caso en la dirección de las corrientes 11, 12, 13, 14 de fluido que atraviesan las cavidades 1, 2. A este respecto, la primera cavidad 1 puede ser atravesada por una primera corriente 11, 12 de aire que ha de deshumidificarse. La segunda cavidad 2 puede ser atravesada por una segunda corriente 13, 14 de aire. En este caso, no obstante, las corrientes de aire discurren de forma ventajosa, aunque no necesariamente, en sentido contrario, tal como se muestra en la figura 1.

De forma ventajosa, algunas de las corrientes 11 a 14 de aire están conectadas con al menos una bomba que mantiene en movimiento las corrientes de aire y, con ello, alimenta y evacua el aire. Las desembocaduras de la "manguera" en el dibujo básico, aquí los lados 35 y 36, no deben disponerse una junto a otra. No obstante, es fundamental el tamaño de la superficie extendida a través de la membrana 3, de modo que la manguera normalmente y de modo ventajoso se conduce en forma de meandro. La altura de la columna de aire que se dispone en vertical sobre la membrana, es decir, que se corresponde con la longitud del canto indicado con 37, puede ser, por ejemplo, de 1 a 5 centímetros. No debe ser demasiado grande para permitir que el aire llegue al intercambio de agua en la superficie de la membrana. Mediante un control de la velocidad de una corriente (11, 12) de aire o la otra (13, 14) puede controlarse directamente la deshumidificación.

La denominación de las corrientes de aire en la técnica de climatización puede ser, por ejemplo: emitir aire 11 exterior y aire 12 de alimentación hacia los espacios, así como suministrar aire 13 de evacuación desde los espacios y aire 14 de escape al entorno.

Con el dispositivo según la figura 1 se detalla una recuperación de humedad gracias a una membrana estacionaria permeable de forma selectiva.

En el caso de un ejemplo de realización no mostrado en las figuras, las paredes 31 y 33 no son paredes impermeables, sino que también están hechas de material 3 de membrana. Entonces, se produce una configuración de las placas análoga a la de los intercambiadores de calor de placas, en la que, una junto a otra, una cavidad 1 para la corriente 11, 12 de aire se desprende siempre de una cavidad 2 para la corriente 13, 14 de aire. Esto aumenta la posibilidad de que la columna de aire que se dispone en vertical sobre la membrana 3 aumente de la longitud del canto 37. En cualquier caso, el aire 13 de evacuación rico en agua emite este agua/este vapor de agua por la membrana 3 al aire 12 de alimentación que se alimenta a los espacios.

La figura 2 muestra una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo según un ejemplo de realización de la invención en forma de un dibujo esquemático. En este caso, las características iguales están provistas siempre de los mismos números de referencia.

Hacia fuera siguen estando las corrientes 11, 12, 13 y 14 de aire que adquieren las mismas funciones descritas anteriormente. No obstante, en este ejemplo de realización la deshumidificación puede controlarse en gran medida. Ahora están construidos dos módulos 27 y 28 intercambiadores de forma independiente. Cada módulo 27 y 28 intercambiador dispone de una cavidad 1 ó 2 y una cavidad 4 de intercambio adicional. Los cuerpos 27 y 28 tampoco deben disponerse uno junto al otro, como se muestra aquí. En especial, también es posible diseñar las cavidades en forma de sándwich, por ejemplo, 1-4-1 ó 2-4-2, de modo que una cavidad 1 de intercambio se disponga en cada caso entre dos cavidades de corriente de aire. Asimismo, es posible una reducción del volumen mediante una estructura en forma de meandro.

En el ejemplo de realización según la figura 2 es fundamental que se haya construido un segundo circuito de aire cerrado compuesto por las corrientes 21, 22, 23 y 24 de aire. Éstas se impulsan mediante una o varias, en este caso dos, bombas 25 y 26. La velocidad de rotación en el circuito cerrado es regulable, especialmente en un intervalo entre 0,5 a 20 veces la velocidad de las corrientes 11, 12 y 13, 14 de aire. Por tanto, a gran velocidad puede alcanzarse una gran deshumidificación en el intercambiador 28, que, de forma correspondiente, emite esta humedad en el intercambiador 27 en el volumen 2. De la misma manera, reduciendo la velocidad puede reducirse también la deshumidificación. De forma ventajosa, el dispositivo también se hace funcionar aquí en contracorriente.

En verano, se produce otro modo de funcionamiento interesante de esta disposición. La bomba 26 se para y se cierran las válvulas de bloqueo en la corriente 22 y 23 de aire. Mediante un sistema de válvulas se conducen conjuntamente las corrientes 21 con 24 de aire. La bomba 25 funciona y transporta el volumen de aire fuera de las cavidades 4 al aire 14 de escape. Mediante el vacío en las cavidades se deshumidifican las dos cavidades 1 y 2. Esto produce entonces el caso, interesante para el verano y las altas temperaturas, de que, con un efecto de vacío generado de forma correspondiente por la bomba 25, cuando las válvulas de bloqueo están previstas en la zona de 21 ó 23, existen dos corrientes de aire deshumidificadas que permiten la siguiente forma de proceder. Entonces, en la zona del aire 14 de escape puede emitirse agua, lo cual, por una parte, provoca un efecto de enfriamiento directamente por el agua en sí misma. Por otra parte y, sobre todo, se reduce la temperatura de la corriente 14 de aire por el enfriamiento de evaporación. Por tanto, el aire 14 de escape se enfría mediante el contacto y la evaporación y mediante un intercambiador de calor (aire de escape - aire exterior) se reduce la temperatura del aire 11 exterior que, por tanto, en los calurosos días de verano se conduce como aire más frío en los espacios que han de ventilarse. Mediante una alimentación adicional de agua en el aire 12 de alimentación seco puede reducirse adicionalmente la temperatura.

En otras palabras, para un dispositivo según la figura 2 puede mantenerse que la deshumidificación es regulable, pudiendo controlarse también en el mismo sentido, en el caso de un único ventilador 25 (se omitiría el ventilador 26), la transmisión de humedad mediante la regulación del número de revoluciones.

El circuito 21 a 24 interior cerrado permite especialmente una separación de los ruidos unidos al bombeo de las corrientes de aire unidas con los habitáculos de una solución de ventilación y, por tanto, un aislamiento muy sencillo frente al ruido.

La figura 3 muestra una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo para la deshumidificación del aire ambiental en forma de un dibujo esquemático.

Hacia fuera, las corrientes 11, 12 y 14 de aire asumen las mismas funciones que en los otros ejemplos de realización anteriormente descritos. No obstante, la deshumidificación está limitada a un ramal. Sólo existe un módulo 27 intercambiador. El módulo 27 intercambiador dispone de cavidades 1 y 2 que están separadas nuevamente mediante la membrana 3 permeable al agua y/o al vapor de agua. Sin embargo, la segunda cavidad 2 se une únicamente mediante un conducto 19 con una bomba 25 que comprende al mismo tiempo un separador de agua de condensación. Por tanto, mediante la acción de succión de la bomba 25 en la cavidad 2 se origina un vacío, de modo que se ocasiona una deshumidificación aumentada. El agua 29 de condensación correspondiente se separa y el aire aspirado se emite a la corriente 14 de aire de evacuación.

Para todos los ejemplos de realización, los mostrados en las figuras así como los citados únicamente en el texto y aquellos ejemplos de realización que se desprenden de las reivindicaciones adjuntas, es fundamental que en una interrupción del funcionamiento puedan limpiarse las cavidades 1, 2 y/ó 4. En una configuración sencilla, las cavidades mencionadas presentan una o varias aberturas correspondientes para flujos de alimentación y flujos de evacuación, a las que, por ejemplo, puede suministrarse agua de modo que todo el volumen de las cavidades se llene completamente con agua. Entonces, mediante uno o varios elementos de calentamiento dispuestos de forma adicional puede calentarse el agua, por ejemplo, hasta el punto de ebullición y mantenerse a esta temperatura. Tras un intervalo de tiempo de, por ejemplo, 30 minutos hasta 1 hora se vacía entonces el agua, de modo que las partículas depositadas en las paredes y especialmente en la estructura permeable al agua, que puede ser una membrana o también puede ser porosa, se han soltado de éstas u otras paredes y pueden evacuarse. Además, se produce un efecto de esterilización de la membrana.

En otro procedimiento de limpieza están previstas lámparas de UV que destruyen los gérmenes depositados en las estructuras. Asimismo, es posible el recubrimiento de la lámina con compuestos de plata para conseguir una correspondiente liberación de los gérmenes de las superficies.

Claims (9)

1. Dispositivo para la deshumidificación del aire ambiental con una cámara compuesta por al menos una primera cavidad (1) y al menos una segunda cavidad (2), estando separadas las cavidades por al menos una estructura (3) permeable al agua y/o al vapor de agua que se encuentran en cada caso en dirección a las corrientes de fluido que atraviesan las cavidades (1, 2) de la cámara, pudiendo ser atravesada la primera cavidad (1) por una primera corriente (11, 12) de aire que ha de deshumidificarse, pudiendo ser atravesada la segunda cavidad (2) por una segunda corriente (13, 14) de aire, caracterizado porque la primera cavidad (1) está separada de un primer volumen (4) intermedio por una primera estructura (3) permeable al agua y/o al vapor de agua, porque la segunda cavidad (2) está separada de un segundo volumen (4) intermedio por una segunda estructura (3) permeable al agua y/o al vapor de agua, y porque los dos volúmenes (4) intermedios están unidos entre sí en un circuito (21, 22, 23, 24) de corrientes de aire.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una bomba (25, 26) está dispuesta en dicho circuito (21, 22, 23, 24) de corrientes de aire, con la cual puede regularse la velocidad de la corriente del mencionado circuito (21, 22, 23, 24) de corrientes de aire cerrado, especialmente en un intervalo entre 0,5 y 20 veces la velocidad de la corriente en la primera corriente (11, 12) de aire y/o la segunda corriente (13, 14) de aire.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el circuito (21, 22, 23, 24) de corrientes de aire puede separarse en al menos un punto detrás de las bombas (25, 26) para generar un vacío en al menos uno de los volúmenes (2) intermedios.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la cámara se forma por una sucesión de primera cavidad (1), primer volumen (4) intermedio, primera cavidad (1), primer volumen (4) intermedio, segundo volumen (4) intermedio, segunda cavidad (2), segundo volumen (4) intermedio, primer volumen (4) intermedio, primera cavidad (1), los cuales están separados por la mencionada estructura (3) permeable al agua y/o al vapor de agua.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la segunda corriente de aire está formada por aire (13) de evacuación procedente de los espacios que han de ventilarse, que ha de evacuarse, conducido a través de la segunda cavidad (2), como aire (4) de escape hacia fuera de los espacios que han de ventilarse.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las cavidades mencionadas (1, 2 ó 1, 4 y 2, 4) de la cámara se disponen ahorrando espacio en un modo estructural plegado.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las cavidades (1, 2, 4) de la cámara disponen al menos de una entrada/salida, de modo que pueden cargarse de líquido de limpieza de forma individual o conjunta, y/o porque están previstos uno o varios elementos de calentamiento en las cavidades (1, 2, 4) para calentar el fluido de limpieza que puede alimentarse.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque detrás de al menos una cavidad (1, 2) tiene lugar una aportación de líquido para reducir la temperatura de la corriente (12, 14) de aire deshumidificada correspondiente mediante el calor de evaporación.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicha estructura (3) permeable al agua y/o al vapor de agua sólo es permeable fundamentalmente a las moléculas de agua, no, sin embargo, a las moléculas de gas y/o a sustancias olorosas.