ES2281891T3 - Sistema de tratamiento del aire de un habitaculo de un vehiculo de transporte en comun. - Google Patents
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Abstract
Sistema (3) de tratamiento del aire de un habitáculo (1) de vehículo de transporte (2), que comprende por lo menos una unidad (4) de tratamiento de un volumen de aire (V4) del habitáculo, que incluye por lo menos un conducto (15, 16, 17) de distribución de aire tratado en el volumen de aire, dispuesto en la vertical de una primera parte (V16) del volumen de aire y que comprende una vaina externa (19) alargada y perforada según su longitud, siendo el aire evacuado a lo largo de esta vaina, a la salida de la vaina, dirigido por lo menos en parte hacia una segunda parte (V16A, V16B) del volumen del aire (V4), distinta de la primera parte (V16), para generar por lo menos un flujo turbulento (22A, 22B) en las primera y segunda partes del volumen de aire, caracterizado porque el o cada conducto de distribución (15, 16, 17) comprende además un difusor interno (18) rodeado por la vaina (19), constituido por un tejido poroso, de forma sensiblemente troncocónica de eje longitudinal (X-X) dispuesto según la longitud de la vaina y adaptado para, cuando es alimentado con aire a nivel de su base, repartir el aire que difunde de manera sensiblemente homogénea según su longitud.
Description
Sistema de tratamiento del aire de un habitáculo
de un vehículo de transporte en común.
La presente invención se refiere a un sistema de
tratamiento del aire de un habitáculo de un vehículo de transporte
en común, así como a un vehículo equipado con dicho sistema y a un
procedimiento correspondiente de tratamiento del aire.
La mejora del confort de los coches de
transporte en común, tales como los autobuses, los tranvías y los
vagones ferroviarios, constituye un doble envite en lo que
concierne a la satisfacción de los pasajeros y a la atractividad de
los transportes en común, limitando así indirectamente el uso de
vehículos privados.
La circulación de aire en un habitáculo de
vehículo de gran tamaño que recibe unas cargas térmicas
extremadamente variables, debidas en particular al flujo solar y al
número de ocupantes, plantea problemas aerólicos importantes.
Típicamente, la altura de un coche de transporte en común varía
entre 2,10 y 2,50 metros, su anchura entre 2 y 3 metros y su
longitud entre 12 y 25 metros. El aire se hace por tanto circular en
unos volúmenes que varían entre 50 y 200 m^{3} aproximadamente,
lo que, para un sistema embarcado de filtración, de enfriado y/o de
calefacción, implica grandes obligaciones de realización, ligadas al
confort térmico de los ocupantes, a la calidad del aire en el
habitáculo y a la eficacia energética del sistema.
Los documentos
US-B-6.745.586,
US-B-6.709.328,
EP-A-0 613 796,
US-A-4.201.064 y
EP-A-0 014 777 describen unos
sistemas de tratamiento del aire de un autobús de transporte en
común. Después de haber filtrado, calentado y/o enfriado el aire a
enviar al habitáculo del autobús, estos sistemas envían este aire a
unos conductos destinados a distribuir el aire en diferentes puntos
del habitáculo. La repartición del aire tratado es sin embargo
limitada puesto que, en la práctica, solamente las partes del
volumen del habitáculo situadas justo en la proximidad de estos
conductos, es decir las zonas del habitáculo directamente sometidas
al aire evacuado de estos conductos, son eficazmente purificadas,
calentadas y/o enfriadas. Además, el funcionamiento de estos
sistemas conduce a unos cortocircuitos entre el aire tratado
distribuido y el aire tomado del interior del habitáculo en vista a
ser tratado. Es en particular el caso para los sistemas dispuestos
en su totalidad a nivel del techo del habitáculo. Resultan de ello
unas pérdidas de eficacia energética y un confort menor para los
ocupantes del habitáculo.
El documento
DE-A-102 58 748 propone un sistema
de tratamiento, que comprende un conducto de distribución de aire,
dispuesto al nivel del techo de un vehículo. En servicio, este
conducto genera unas turbulencias en el volumen de aire tratado,
permitiendo así una cierta homogeneización del aire en el
habitáculo. Sin embargo, en la práctica, el aire distribuido tiende
a concentrarse en una o varias regiones longitudinales limitadas
del conducto puesto que este último no presenta ninguna disposición
interna específica, lo que induce que amplios subvolúmenes del
vehículo no sean eficazmente ventilados.
El objetivo de la invención es proponer un
sistema de tratamiento que mejora significativamente las condiciones
de confort de los ocupantes del habitáculo, con un consumo
energético lo más bajo posible.
A este fin, la invención tiene por objeto un
sistema de tratamiento del aire de un habitáculo de vehículo de
transporte en común, tal como el definido en la reivindicación
1.
En funcionamiento, el sistema de tratamiento
según la invención genera unas turbulencias con el aire tratado que
sale de la vaina del o de cada conducto de distribución. Gracias al
difusor interno, este aire que sale es repartido de forma
sensiblemente homogénea sobre la longitud del conducto, con una
pequeña pérdida de carga. La velocidad del aire a la salida del
conducto es rápidamente amortiguada, por efecto de turbulencias,
para no crear una incomodidad debido a las corrientes de aire para
los pasajeros. Las turbulencias generadas permiten además una
difusión rápida y homogénea del aire tratado en un gran volumen de
aire asociado al conducto, y no únicamente en la vertical directa
de este conducto.
Otras características de este sistema, tomadas
aisladamente o según todas las combinaciones técnicamente posibles
son enunciadas en las reivindicaciones subordinadas 2 a 11.
La invención tiene también por objeto un
vehículo de transporte en común, que delimita un habitáculo equipado
con un sistema de tratamiento del aire tal como el definido
anteriormente.
La invención tiene además por objeto un
procedimiento de tratamiento del aire de un habitáculo de vehículo
de transporte en común, en particular realizado por el sistema
definido anteriormente, tal como el definido en la reivindicación
13.
Una característica ventajosa del procedimiento
está enunciada en la reivindicación subordinada 14.
La invención se comprenderá mejor con la lectura
de la descripción que sigue, dada únicamente a título de ejemplo y
con referencia a los planos, en los cuales:
\newpage
- la figura 1 es una vista esquemática en
perspectiva del habitáculo de un autobús de transporte en común,
equipado con un sistema de tratamiento según la invención;
- la figura 2 es una vista esquemática en alzado
de una parte del sistema de tratamiento de la figura 1;
- las figuras 3A y 3B son unas vistas en
perspectiva, bajo unos ángulos de vista respectivos diferentes, de
un conducto de distribución del sistema de tratamiento de la figura
1, representado parcialmente en arrancado;
- la figura 4 es una vista esquemática en
perspectiva de un componente interno del conducto de distribución
de las figuras 3A y 3B; y
- la figura 5 es una sección esquemática tomada
según un plano vertical V de la figura 1, que ilustra la circulación
del aire distribuido por una parte del sistema de tratamiento de la
figura 1.
En la figura 1 se ha representado un habitáculo
1 de un autobús de transporte en común 2 en el cual unos ocupantes
se mantienen de pié o están sentados sobre unos asientos 2A. Este
habitáculo está equipado con un sistema 3 de tratamiento de su aire
interior, que comprende cuatro unidades de tratamiento 4. Cada una
de estas unidades 4 constituye un motivo reproducible que puede ser
extendido o reducido en función del volumen de aire total V del
habitáculo a tratar, estando así cada unidad asociada a un volumen
elemental V_{4} correspondiente a una fracción del volumen
total.
El autobús 2 no será descrito más adelante,
quedando bien entendido que presenta una estructura global
convencional, en particular en lo que concierne a su habitáculo 1
delimitado por un techo, un suelo y unas paredes laterales no
representadas en detalle. Por comodidad, los términos "arriba",
"abajo" y análogos se entienden, a continuación, con respecto
al suelo sobre el cual el autobús descansa en uso normal. Así mismo,
los términos "vertical" y "horizontal" se refieren
respectivamente a unas direcciones sensiblemente perpendiculares y
sensiblemente paralelas al suelo.
Como se ha representado más en detalle sobre la
figura 2, cada unidad 4 comprende:
- un conducto 5 de admisión de aire nuevo, cuyo
extremo corriente arriba desemboca en el exterior del autobús 2, en
particular por encima del techo del habitáculo 1 como se ha
representado en la figura 1;
- un conducto 6 de absorción de aire, cuyo
extremo corriente arriba desemboca en la parte baja del habitáculo
1, en particular a nivel del suelo de este habitáculo, presentándose
la parte corriente de este conducto 6, por ejemplo, en forma de una
barra sensiblemente vertical dispuesta en el anterior del habitáculo
y que puede ser asida por los ocupantes del autobús 2;
- una cámara 7 de mezcla de aire nuevo y de aire
absorbido, en la cual desembocan los extremos corriente abajo de
los conductos 5 y 6;
- un registro 7A de regulación de la relación de
los caudales de aire nuevo y de aire absorbido, dispuesto de forma
móvil al nivel de los extremos corriente abajo de los conductos 5 y
6;
- una caja de filtración 8 dispuesta sobre el
trayecto de flujo del aire corriente abajo de la cámara de mezcla 7
y que incluye tres órganos de filtración sucesiva 9, 10 y 11, aptos
para retener unas impurezas del aire de tamaños respectivamente
decrecientes;
- un ventilador 12 de velocidad variable,
dispuesto entre la cámara de mezcla 7 y la caja de filtración 8 y
apto para aspirar el aire a la salida de la cámara y para enviarlo
con una ligera sobrepresión hacia la caja;
- una batería fría 13 constituida, por ejemplo,
por el evaporador de máquina frigorífica de compresión;
- una batería caliente 14 constituida, por
ejemplo, por una batería de calefacción eléctrica o por una batería
conectada al circuito de enfriado del motor del autobús 2;
- tres conductos esencialmente horizontales 15,
16 y 17 de distribución, en el habitáculo 1, del aire que sale de
las baterías 13 y 14, que se extienden paralelamente unos a los
otros, según una dirección sensiblemente perpendicular a la
dirección longitudinal del autobús 2, y que están dispuestos en la
parte alta del habitáculo 1, es decir por encima del volumen de
aire a tratar V_{4}, estando por ejemplo fijados a la cara
interior del techo del autobús como en la figura 1.
El sistema 3 de la figura 1 comprende así doce
conductos de distribución 15, 16 y 17 que se extienden según la
anchura del habitáculo 1. Otras configuraciones de estos conductos
de distribución son previsibles, pudiendo su número ser aumentado o
reducido o pudiendo su implantación estar prevista según la longitud
del habitáculo 1, en función del tamaño del habitáculo 1 y/o de las
obligaciones de instalación en el autobús 2.
En el seno de la caja de filtración 8, el
elemento 9 permite eliminar el polvo grueso y el elemento 10 permite
eliminar el polvo más fino y los pólenes mientras que el elemento
11, que comprende en particular carbón activo, permite eliminar las
macromoléculas, en particular las macromoléculas odorizantes.
Ventajosamente, un medio, no representado, de medición de pérdida
de presión que tiene en cuenta las presiones corriente arriba y
corriente abajo de la caja de filtración 8 está instalado para
indicar el necesario cambio de los elementos de filtración a partir
de un umbral de incremento de la pérdida de presión.
Cada conducto de distribución 15, 16 y 17 está
adaptado para distribuir en el habitáculo 1 el aire tratado por los
componentes 8, 13 y/o 14, de forma sensiblemente homogénea en toda
la longitud del conducto. A este fin, cada conducto presenta unas
disposiciones específicas, idénticas de un conducto al otro y
detalladas a continuación con respecto a las figuras 3 a 5 para el
conducto 16 cuyo eje central longitudinal está referenciado
X-X.
Para asegurar un canal de aire distribuido
sensiblemente homogéneo según la longitud del conducto 16, este
último está provisto interiormente de un difusor 18 que presenta una
forma global de cono o de tronco de cono de eje longitudinal
sensiblemente confundido con el eje X-X y que
converge hacia el extremo corriente abajo del conducto. Así, el
extremo del difusor 18 de mayor diámetro está dispuesto a nivel del
extremo corriente arriba del conducto 16 de manera que sea
alimentado por el aire tratado que proviene de los componentes 8,
13 y 14 de la unidad 4. Las longitudes del conducto y del difusor
son sensiblemente iguales.
Este difusor está constituido por un tejido de
malla con una porosidad previamente definida, que vale de 25 a 40%,
siendo esta porosidad cuantificada por la fórmula 1- (A\pind/4) en
la que d es el diámetro del hilo del tejido, n el número de hilos
por metro de difusor y A un factor de corrección igual, en la
práctica, a 1,05 aproximadamente. Esta fórmula se denomina a veces
fórmula de "Marcus". Ventajosamente, el tejido utilizado es de
polipropileno o de polietileno.
La forma cónica o troncocónica de este difusor
asegura a la vez una distribución sensiblemente igual del caudal de
aire, tanto en las partes corriente arriba, corriente y corriente
abajo del conducto, y minimiza las pérdidas de carga del aire
difundido. A este fin, unas experimentaciones han permitido definir
que una relación de sección de 1/10 por metro, para la porosidad
previamente definida, asegura una distribución de aire sensiblemente
homogénea según la dirección X-X. Esta relación de
sección significa que si, por ejemplo, la sección es de 100
cm^{2} en una abscisa x, la sección en una abscisa x + 1 metros es
de 10 cm^{2} aproximadamente.
El conducto de distribución 16 comprende también
una vaina externa 19 de forma globalmente cilíndrica de eje
X-X, en el interior de la cual está dispuesto el
difusor troncocónico 18 de forma sensiblemente coaxial. Como se ha
representado en la figura 5, esta vaina está situada en la vertical
de una primera parte V_{16} del volumen V_{4}, correspondiendo
esta parte V_{16} a la proyección sensiblemente vertical de la
vaina 19 en el volumen de aire a tratar V_{4}.
En su mitad dirigida hacia el volumen V_{4},
la vaina 19 está hendida en la parte esencial de su longitud,
formando unas ranuras referenciadas 20A y 20B. En sección
transversal, como en la figura 5, cada ranura 20A, 20B constituye,
para la vaina 19, un orificios pasante radial con respecto al eje
X-X, cuya dirección está inclinada con respecto a
la vertical formando un ángulo \alpha. De esta manera, el aire
evacuado a lo largo de la vaina por cada ranura 20A, 20B no
converge, a la salida de esta vaina, hacia la parte del
volumenV_{16} sino que es dirigido, como se ha indicado por la
flecha 21A, 21B hacia otra parte del volumen V_{4}, adyacente a
la parte V_{16} y referenciada V_{16A} y V_{16B} en la figura
5. el aire así evacuado por medio respectivamente de la parte del
volumen V_{16} genera un flujo turbulento 22A, 22B que se enrolla
a la vez en la parte del volumen adyacente V_{16A}, V_{16B} y
en la parte del volumen V_{16.} Estas turbulencias resultan del
hecho de que el flujo de aire evacuado de cada ranura 20A, 20B está
enfrentado, en alejamiento de la vaina, o bien a un flujo de aire
análogo evacuado del conducto de distribución adyacente, como para
los chorros de aire 21B y 21A respectivamente evacuados de los
conductos 16 y 17 en la figura 5, o bien a un pared vertical P que
delimita el habitáculo 1, como para el chorro de aire 21B evacuado
del conducto 17 en la figura 5.
En funcionamiento, cada unidad de tratamiento 4
alimenta sus conductos de difusión 15, 16 y 17 con aire a la vez
arrastrado por el ventilador 12, filtrado por la caja 8 y enfriado
por la batería 13 o calentado por la batería 14, como es indicado
por las flechas 23 en la figura 2. Este aire tratado es repartido de
manera sensiblemente homogénea en toda la longitud de los conductos
de distribución gracias a los difusores 18,. con una pequeña
pérdida de carga. El aire distribuido a la salida de las vainas 19
de estos conductos genera, gracias a las ranuras inclinadas 20A y
20B, unos flujos turbulentos 22A, 22B que permiten una difusión muy
homogénea del aire en el volumen V_{4}.
La generación de los flujos turbulentos 22A, 22B
necesita que la velocidad de expulsión del aire a nivel de las
ranuras 20A y 20B sea relativamente elevada, del orden de 5 a 10
metros por segundo. Sin embargo, las turbulencias en el seno de
estos flujos turbulentos amortiguan muy rápidamente la velocidad del
aire distribuido, no creando así ninguna molestia de tipo corriente
de aire para los ocupantes del autobús 2. Unas experiencias han
puesto en evidencia que el ángulo \alpha de inclinación de las
ranuras 20A, 20B vale ventajosamente entre 40 y 50º.
Preferentemente, \alpha vale 45º aproximadamente. En estas
condiciones, se ha medido que en un punto situado a aproximadamente
20 cm de la vaina 19, el modulo del vector velocidad del aire
distribuido en el habitáculo 1 no es más que del orden de 0,2 a 0,3
metros por segundo, no generando así ningún efecto de corriente de
aire para los pasajeros.
En la práctica, diferentes parámetros
geométricos de los conductos de distribución 15, 16 y 17 pueden ser
modificados para adaptarse mejor al habitáculo del cual el aire debe
tratarse. En particular, los valores de la separación entre dos
conductos adyacentes y del ángulo \alpha pueden ser ajustados a
fin de reducir la zona muerta entre los conductos de distribución,
por la generación de turbulencias que se unen de un conducto al
otro. Así mismo, la anchura de las ranuras 20A, 20B se elige en
función de la longitud del conducto y del caudal de aire a
distribuir, de manera que la velocidad de expulsión del aire a la
salida del conducto permanece comprendida entre 5 y 10 m/s. Estos
valores son por ejemplo establecidos por cálculo, en particular por
simulación numérica.
Además de los efectos de los flujos turbulentos
descritos anteriormente, la repartición del aire tratado por cada
unidad 4 en el seno de su volumen de aire asociado V_{4} está
mejorada por la absorción de aire interior del habitáculo de la
parte baja de este último, a nivel del extremo corriente arriba del
conducto de absorción 6. El aire tratado circula así de arriba
hacia abajo, barriendo verticalmente todo el volumen V_{4} .
Además, cada unidad 4 mezcla, a nivel de su cámara 7, este aire
absorbido, indicado por la flecha 25, con aire nuevo tomado del
exterior del habitáculo 1, indicado por la flecha 26, por medio del
conducto de admisión 5. Las proporciones respectivas de aire
absorbido y de aire nuevo son fijadas por la posición del registro
de regulación 7A.
Como el aire distribuido por cada unidad de
tratamiento 4 integra una parte de aire absorbido previamente
soplado en el habitáculo por los conductos de distribución 15, 16,
17, la energía necesaria para el ventilador 12 para hacer circular
el aire es reducida, limitando así el consumo energético del sistema
3.
Según un segundo aspecto ventajoso de la
invención, el sistema de tratamiento 3 comprende un regulador
electrónico 30. Este regulador está previsto para mandar el
funcionamiento de las unidades de tratamiento 4 y, como se ha
representado, en la figura 2, en unión con una sola de estas
unidades 4, el regulador 30 es ventajosamente común a las cuatro
unidades de tratamiento 4.
El regulador 30 está adaptado para ajustar, al
nivel de cada unidad de tratamiento 4, las proporciones de aire
nuevo y de aire absorbido a tratar, el caudal de aire distribuido y
la potencia proporcionada a las baterías frías 13 y caliente 14 con
el fin de mantener las condiciones de higiene y de confort para los
pasajeros y minimizar el consumo de energía del sistema de
tratamiento 3.
A este fin, el regulador 30 incluye, para cada
unidad de tratamiento 4, un modulo 32 de regulación de la cámara de
mezcla 7, un modulo 34 de regulación del ventilador 12, un modulo 36
de regulación de la batería fría 13 y un modulo 38 de regulación de
la batería caliente 14. El regulador 30 está además asociado a
diferentes captadores e intercaras de regulación, que son
detalladas a continuación en el marco de la descripción de un
ejemplo de regulación en modo refrescado, es decir de una regulación
que prevé que la temperatura del aire distribuido sea rebajada como
máximo cerca de una temperatura de consigna fría, tomada por ejemplo
a nivel de una caja de consigna 40.
Para comprender mejor este ejemplo, se considera
que la batería fría 13 es de tipo máquina frigorífica de
compresión, es decir que actúa sobre el aire que la atraviesa para
rebajar del mismo el valor de temperatura por medio de un circuito
cerrado de fluido frigorígeno que circula sucesivamente por un
compresor, un condensador, una válvula de expansión y un
evaporador.
En un primer tiempo, el regulador 30 calcula la
carga térmica del volumen V_{4} y el caudal de aire mínimo desde
un punto de vista higiénico para tratar este volumen, en
función:
- -
- del número de pasajeros presentes en el volumen V_{4}, determinado por un captador asociado 42,
- -
- del valor de temperatura del aire en el exterior del habitáculo 1, medida por un captador 44,
- -
- del valor de temperatura del aire absorbido en el conducto 6, medida por un captador 46.
Sobre la base del caudal de aire nuevo mínimo
para renovar el aire en el volumen V_{4}, calculado por el
regulador 30 en función del número de pasajeros, el modulo de
regulación 32 modifica la posición del registro 7A e impone así las
proporciones de aire nuevo y de aire absorbido admitido en la cámara
de mezcla 7. Además, si el valor de temperatura del aire exterior
es más bajo que el valor de la temperatura del aire absorbido, el
regulador 30 concluye que es posible obtener un efecto de enfriado
"gratuito", es decir no consumidor de energía, aumentando el
caudal de aire nuevo admitido, por un desplazamiento correspondiente
del registro 7A.
En función a al vez de la relación aire
nuevo/aire absorbido impuesta por el registro 7A, del flujo solar
al cual está sometido el habitáculo 1, medido por un captador solar
48, y de la cantidad de calor excedente presente en el volumen
V_{4}, deducido por el regulador 30 de la comparación de los
valores de las temperaturas de consigna y de aire absorbido, el
módulo de regulación 34 ajusta el caudal de soplado del aire tratado
modificando la tensión de alimentación del ventilador 12. A título
de ejemplo, la necesidad de aire nuevo por pasajero puede ser
considerada aproximadamente 20 m^{3}/hora. Si, por ejemplo, el
caudal de aire de soplado por el ventilador 12 puede variar entre
1.000 y 2.000 m^{3}/hora, el módulo 34 aplica la fórmula 1000 x
(1+ Np/Nm), con Np = número de pasajeros presentes y Nm número
máximo de pasajeros admisible, para mandar el ventilador 12.
En un segundo tiempo, el módulo de regulación 36
prevé minimizar el consumo energético de la máquina frigorífica de
compresión 13 y comprende a este fin un sub-módulo
de regulación del condensador de esta máquina y un submódulo de
regulación del compresor de la máquina. Más precisamente, el
submódulo de regulación del condensador está constituido por un
bucle independiente que utiliza los valores de las temperaturas del
aire en el exterior del habitáculo 1 y del fluido frigorígeno en la
parte de alta presión del circuito del condensador. A partir de
estos dos datos, la tensión de alimentación de un ventilador de
velocidad variable asociado al condensador es ajustada. El
submódulo de regulación del compresor hace, a su vez, variar el
volumen barrido del compresor, a través de una electroválvula
asociada cuya tecnología es conocida y disponible en el mercado para
los compresores de volumen variable. Los parámetros utilizados por
el submódulo de regulación del compresor son el caudal de aire
soplado sobre el evaporador de la máquina frigorífica 13, la
diferencia entre los valores de las temperaturas de consigna y de
aire soplado sobre le evaporador, la velocidad de rotación del
compresor y los valores de las presiones de evaporación y de
condensación del fluido frigorígeno. Sobre la base de estos
parámetros e integrando todas las características del compresor, a
saber su rendimiento global y su rendimiento volumétrico, el
regulador 30 es capaz de fijar una tensión de pilotaje de la
electroválvula citada, que manda el volumen barrido del compresor
y, por ello, ajusta el caudal de fluido frigorígeno comprimido.
Considerando, a título de ejemplo, que una
petición de potencia frigorífica del orden del tercio de la potencia
máxima sea prevista. En este caso, el número de pasajeros es
reducido, la temperatura exterior es por ejemplo de 25ºC y la
temperatura de consigna en el bus es también de 25ºC. La máquina
frigorífica 13 sólo tiene entonces que compensar la carga solar
entrante y las cargas térmicas ligadas al número de pasajeros
presentes. La temperatura de soplado vale entonces por ejemplo 17ºC
y, según la velocidad de rotación del compresor, la electroválvula
de mando regulará el volumen barrido del compresor a simplemente al
tercio de su cilindrada máxima.
Así, el regulador 30 modifica, para cada unidad
de tratamiento 4, el caudal de aire tratado por esta unidad y la
temperatura de este aire en función del número de pasajeros
presentes en el volumen de aire asociado a la unidad y del flujo
térmico al cual es sometido este volumen V_{4}, minimizando al
mismo tiempo los consumos energéticos de la unidad adaptándolos a
las necesidades reales de tratamiento del aire, por modulación del
caudal de fluido frigorífico en el compresor de la máquina
frigorífica 13 y por modulación de la tensión de alimentación del
ventilador 12.
Una regulación en modo calefacción utiliza las
mismas variables detalladas anteriormente, pero en vista a aumentar
el valor de la temperatura del aire distribuido por el sistema 3
hasta la temperatura de consigna caliente.
El hecho de tomar en cuenta el número de
pasajeros presentes en el habitáculo 1 es particularmente útil
puesto que la densidad de ocupación de un vehículo de transporte en
común tal como el autobús 2 puede variar de 0,3 a 3 personas por
m^{2}. Este factor diez implica unas variaciones considerables de
la carga térmica, así como grandes variaciones de promiscuidad y
por tanto de exigencia de higiene.
Diversas disposiciones y variantes del sistema
de tratamiento 3 descrito anteriormente son además previsibles:
- las baterías fría 13 y caliente 14 pueden ser
reemplazadas por un sistema de bomba de calor, que puede ser
basculada de un modo refrescante en verano a un modo calefactor en
invierno; y/o
- el número y la geometría de los orificios de
evacuación del aire tratado a través de la vaina externa 19 de los
conductos de distribución 15, 16, 17 pueden ser modificados para
adaptase en particular a la longitud de los conductos.
Claims (14)
1. Sistema (3) de tratamiento del aire de un
habitáculo (1) de vehículo de transporte (2), que comprende por lo
menos una unidad (4) de tratamiento de un volumen de aire (V_{4})
del habitáculo, que incluye por lo menos un conducto (15, 16, 17)
de distribución de aire tratado en el volumen de aire, dispuesto en
la vertical de una primera parte (V_{16}) del volumen de aire y
que comprende una vaina externa (19) alargada y perforada según su
longitud, siendo el aire evacuado a lo largo de esta vaina, a la
salida de la vaina, dirigido por lo menos en parte hacia una
segunda parte (V_{16A}, V_{16B}) del volumen del aire (V_{4}),
distinta de la primera parte (V_{16}), para generar por lo menos
un flujo turbulento (22A, 22B) en las primera y segunda partes del
volumen de aire, caracterizado porque el o cada conducto de
distribución (15, 16, 17) comprende además un difusor interno (18)
rodeado por la vaina (19), constituido por un tejido poroso, de
forma sensiblemente troncocónica de eje longitudinal
(X-X) dispuesto según la longitud de la vaina y
adaptado para, cuando es alimentado con aire a nivel de su base,
repartir el aire que difunde de manera sensiblemente homogénea según
su longitud.
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque la vaina externa (19) delimita por lo
menos una ranura longitudinal (20A, 20B) que atraviesa dicha vaina
según una dirección transversal a la dirección longitudinal
(X-X) de la vaina.
3. Sistema según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicha dirección de la ranura (20A, 20B)
forma un ángulo (\alpha) de valor comprendido entre 40 y 50º con
respecto a la vertical, preferentemente un ángulo que vale 45º.
4. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación
de sección del difusor troncocónico (18) vale 1/10 por metro según
la longitud del difusor.
5. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el difusor
troncocónico (18) presenta una porosidad de valor comprendido entre
25 y 40%.
6. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la o cada
unidad de tratamiento (4) incluye, corriente arriba del o de los
conductos de distribución (15, 16, 17), unos medios (8) de
filtración de aire, que comprenden preferentemente varios elementos
de filtración (9, 10, 11) adaptados para filtrar sucesivamente unas
impurezas de tamaños respectivamente decrecientes.
7. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la o cada
unidad de tratamiento (4) incluye unos medios (6) de absorción de
aire por el lado del volumen de aire (V_{4}) opuesto
al(los)
conducto(s) de distribución (15, 16, 17).
conducto(s) de distribución (15, 16, 17).
8. Sistema según la reivindicación 7,
caracterizado porque la o cada unidad de tratamiento (4)
incluye una cámara (7) de mezcla de aire nuevo tomado del exterior
del habitáculo (1) y de aire que proviene de los medios de
absorción (6).
9. Sistema según la reivindicación 8,
caracterizado porque comprende unos medios (7A, 30, 32) de
mando de las proporciones de aire nuevo y de aire absorbido
admitidos en la cámara de mezcla (7), regulados en función de por
lo menos el número de personas presentes en el volumen de aire
(V_{4}).
10. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la o cada
unidad de tratamiento (4) incluye unos medios de calefacción (13)
y/o de enfriado (14) del aire a tratar.
11. Sistema según las reivindicaciones 8 y 10,
caracterizado porque comprende unos medios electrónicos (30)
de regulación de la o de cada unidad de tratamiento (4), adaptados
para mandar a la vez las proporciones de aire nuevo y de aire
absorbido en la cámara de mezcla (7), el caudal de aire tratado
enviado al(los) conducto(s) de distribución (15, 16,
17) y la energía proporcionada a los medios de calefacción (13) y/o
de enfriado (14), en función de por lo menos el número de personas
presentes en el volumen de aire (V_{4}) asociado a la unidad de
tratamiento, del flujo solar al cual está sometido el habitáculo
(1), de la temperatura ambiente en el exterior del habitáculo y de
un valor de consigna determinado para la temperatura de valor del
aire tratado.
12. Vehículo de transporte en común (2), que
delimita un habitáculo (1) equipado con un sistema (3) de
tratamiento del aire de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores.
13. Procedimiento de tratamiento del aire de un
habitáculo (1) de vehículo de transporte en común (2), en el cual
se elimina con aire tratado por lo menos un conducto de distribución
(15, 16, 17) dispuesto en la vertical de una primera parte
(V_{16}) de un volumen de aire (V_{4}) del habitáculo y se
evacúa el aire tratado a lo largo del o de cada conducto dirigiendo
por lo menos en parte este aire, a la salida del conducto, hacia
una segunda parte (V_{16A}, V_{16B}) del volumen de aire
(V_{4}), distinta de la primera parte (V_{16}), para generar
por lo menos un flujo turbulento (22A, 22B) en las primera y segunda
partes del volumen del aire, caracterizado porque se reparte
el aire que alimenta el o cada conducto de distribución (15, 16,
17) de forma sensiblemente homogénea según la longitud del conducto,
utilizando un difusor (18) del cual está provisto interiormente el
conducto, constituido por un tejido poroso y que presenta una forma
sensiblemente troncocónica de eje longitudinal
(X-X) dispuesto según la longitud del conducto.
14. Procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque la velocidad de evacuación del aire a
la salida del o de cada conducto de distribución (15, 16, 17) está
comprendida entre 5 y 10 metros por segundo.
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