ES2284333B1 - Equipo de climatizacion. - Google Patents

Abstract

Equipo de climatización. Incluye una unidad externa y otra interna, efectuándose el transporte de calor o frío entre estas unidades mediante gas frigorífico. La unidad interna, tanto para calefacción como para refrescamiento hidrónicos, utiliza una unidad externa de aire acondicionado. No hay por tanto riesgo de congelación ni necesidades de mantenimiento. La unidad interna permite emplear como unidades externas, unidades de aire acondicionado, que son producidas de forma masiva a precios reducidos respecto de los chillers y bombas de calor hidrónicos. Contiene una unidad evaporadora gas/agua, una bomba de circulación del agua, un detector por diferencia de presión entre la entrada y salida del agua del evaporador (o un detector de circulación de agua), y un termostato de seguridad de temperatura mínima.

Description

Equipo de climatización.

Objeto de la invención

La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un equipo de climatización, aportando notables características relevantes para este sector de la técnica en el que los sistemas de acondicionamiento de edificios mediante suelos, paredes o techos radiantes se ha desarrollado recientemente y con gran éxito por sus excelentes resultados, tanto en los procesos de calefacción como en los de refrescamiento de locales.

La ausencia de corrientes de aire y el hecho de que se puede obtener un mejor confort en el verano, cuando el frío se recibe en una proporción mayor por radiación que por convección, aunque la temperatura del aire del local sea 2ºC ó 3ºC más elevada que en los sistemas de enfriamiento del aire, permite un ahorro energético notable, que amortiza los mayores costes de infraestructura. Dado que no se producen corrientes de aire, no se precisan los sofisticados sistemas de filtro, de difícil y costoso mantenimiento que deben emplear los sistemas de acondicionamiento por enfriamiento del aire.

Pero no todo son ventajas en los sistemas de refrescamiento. La instalación de los tubos radiantes precisa unas obras de reforma de cierta importancia, aunque la disponibilidad de elementos de aislamiento y sujeción del tendido de tubos e incluso la existencia de tubos de Pex, con barrera de oxígeno, haya facilitado enormemente la instalación de estos sistemas radiantes.

También ha colaborado de forma decisiva en la calidad de las instalaciones, la existencia de una normativa europea de obligado cumplimiento para los instaladores, y de aquí se ha derivado la creciente instalación de suelos radiantes y refrescantes.

Antecedentes de la invención

Los sistemas habituales de acondicionamiento de aire son:

- Split de aire acondicionado. Consiste en una unidad exterior al edificio, en la que se ubican el compresor, el condensador con su ventilador y la válvula de estrangulamiento, que puede ser de pérdida fija o regulable.

La unidad interior recibe el gas refrigerante y lo evapora en una unidad con un serpentín intercambiador de calor con el aire interior, aire que se mueve con un ventilador.

El transporte de calor entre las unidades exterior e interior se lleva a cabo por circulación de gas refrigerante.

- Chiller o bomba de calor sin circuito hidrónico. Consiste en una unidad exterior que contiene el compresor, el condensador con su ventilador, la válvula de estrangulamiento y el evaporador, que está constituido por un intercambiador de calor generalmente de placas, entre el gas refrigerante y el circuito de agua.

La unidad interior consta de un depósito acumulador, con su bomba de circulación de agua, su filtro y el detector de flujo de agua, y de unidades terminales.

Desde esta unidad central se distribuye el agua fría o caliente, según sea verano o invierno, en una distribución a dos tubos, normalmente, hasta los terminales hidrónicos que son los que intercambian el frío (o calor), con el aire de las estancias.

El transporte de calor entre las unidades exterior e interior, se realiza mediante circulación de agua.

- Chiller o bomba de calor con circuito hidrónico. Es similar al anterior, solamente que la unidad central con su depósito acumulador se ha situado en el interior de la unidad externa.

El transporte de calor entre las unidades exterior e interior se realiza mediante circulación de agua.

Por lo que se refiere a las instalaciones de refrescamiento por paredes, suelos o techos, todavía quedan problemas por resolver.

Las unidades productoras de agua fría (chillers o bombas de calor), utilizadas en el acondicionamiento doméstico, se derivan de los modelos industriales y comerciales de gran potencia, de los que han heredado la calidad de sus componentes, pero también su precio, dado que se fabrican en series pequeñas, comparadas con las series de los sistemas de aire acondicionado.

Los chillers y bombas de calor hidrónicos, son elementos de peso elevado, que no se colocan en las fachadas sino en los tejados, necesitándose una grúa para elevarlos y la utilización de espacios comunitarios para usos privativos, cuyo permiso suele ser difícil de conseguir. Este caso también se da con las unidades externas de aire acondicionado, pero suele ser más fácil de conseguir, dada la proliferación de equipos que se están instalando, el interés generalizado de los propietarios, y a que las unidades externas son de menores dimensiones y peso.

Las unidades externas hidrónicas tienen además el inconveniente de necesitar ser vaciadas en invierno en el caso de los chillers, o provista de calefacción para evitar que con las bajas temperaturas se hiele el circuito hidráulico y destruya la bomba y los intercambiadores.

En el caso de las bombas de calor, deben tener un sistema de hielo basado en el funcionamiento como bomba de calor, de forma automática cuando la temperatura desciende unos cuantos grados bajo cero.

También se utiliza agua con una proporción de glicol, para evitar la congelación de la bomba e intercambiadores, pero cuando se tiene una caldera de apoyo para el invierno, el glicol suele ser incompatible con las empaquetaduras de las calderas, lo que obliga a emplear intercambiadores de placas para la separación de los líquidos caloportadores.

Descripción de la invención

En líneas generales, el equipo de climatización, objeto de la invención, resuelve estos problemas de forma radical, ya que al igual que los splits de aire acondicionado, el transporte de frío o calor entre la unidad externa y la interna se realiza exclusivamente mediante gas refrigerante. No hay por tanto riesgo de congelación ni necesidades de mantenimiento.

La unidad interna del equipo de climatización de la invención, permite emplear como unidades externas, unidades de aire acondicionado, que son producidas de forma masiva a unos precios reducidos, por lo que el coste de la unidad externa más la interna, es muy reducido respecto del coste de los chillers y bombas calor hidrónicos.

La unidad externa, de peso reducido, puede colocarse en la fachada con la misma facilidad que la de una unidad de aire acondicionado.

En el caso de querer emigrar desde un sistema de aire acondicionado a otro hidrónico o de paredes y suelos refrescantes, se pueden utilizar las unidades externas de aire acondicionado existentes.

El equipo de climatización que nos ocupa, presenta una unidad interna para calefacción o refrescamiento hidrónicos, que utiliza una unidad externa de aire acondicionado y que presenta la novedad respecto de los sistemas hidrónicos actualmente empleados, de que el transporte de calor o frío entre las unidades externa e interna, se realiza mediante el gas frigorífico.

Contiene una unidad evaporadora gas/agua, una bomba de circulación del agua, un detector por diferencia de presión entre la entrada y salida de agua del evaporador (o un detector de circulación de agua), y un termostato de seguridad de temperatura mínima y cuyas conexiones se incorporan como un circuito eléctrico que precisa de la circulación de agua y de una temperatura algo superior a la de congelación para que se pueda proceder a arrancar la unidad exterior. A estos elementos se les puede añadir opcionalmente, un depósito acumulador, un vaso de expansión y una válvula de llenado de agua del circuito hidrónico, encerrándolos en una carcasa del tamaño similar a una caldera de gas, que se puede instalar dentro de un módulo de armario de la cocina, no precisando cuarto de calderas.

Asimismo, puede incorporarse un regulador de acondicionamiento de temperatura del piso o local y los colectores de distribución del suelo o techo radiante.

En lugares en los que en invierno las temperaturas bajan de 0ºC o donde la unidad exterior sea únicamente enfriadora, la unidad interior recibirá apoyo de una caldera generadora de agua caliente. En esta unidad interior se acomodan las válvulas de tres vías que permiten el cambio de refrigeración a calefacción.

Cuando la potencia necesaria de refrescamiento es elevada y también es elevada la humedad ambiente, se pueden producir condensaciones sobre el suelo o techo y para evitarlo se instala un evaporador gas/aire, que toma del gas frigorífico un pequeño porcentaje de la potencia de refrescamiento y cuya actuación es controlada por un higrómetro.

Para facilitar la comprensión de las características de la invención y formando parte integrante de esta memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos, en cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Breve descripción de los dibujos

Figuras 1a, 1b y 1c.- Son respectivos esquemas de sistemas habituales de climatización, definidos como split de aire acondicionado, chiller o bomba de calor sin circuito hidrónico y con circuito hidrónico.

Figura 2.- Es un esquema del equipo de climatización objeto de la invención.

Figura 3.- Es otro esquema del equipo de climatización de la invención, incluyendo el apoyo de una caldera y un deshumidificador.

Descripción de la forma de realización preferida

Haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras y en especial con relación a la figura 1a, 1b y 1c, en ellas se muestran los tres esquemas de acondicionamiento de aire convencionales.

En la figura 1a el split de aire acondicionado o sistema de expansión de gas, es una unidad exterior con el compresor (1), condensador (2) y la válvula de estrangulamiento (3). La unidad interior cuenta con el evaporador (4) del gas refrigerante. La referencia (5) designa el ventilador del condensador (2) y evaporador (4).

En la figura 1b, el chiller o bomba de calor sin circuito hidrónico, incluye la unidad exterior con su compresor (1), condensador (2), ventilador (5), y el evaporador o intercambiador (6) que intercambia calor entre el gas refrigerante y el circuito de agua.

La unidad interior cuenta con el acumulador (7), otra bomba (1) de circulación del circuito de agua y el filtro (8), pasando el agua fría o caliente dependiendo de que sea verano o invierno.

En la figura 1c, el acumulador (7), bomba (1) y filtro (8) que estaban en la unidad interior en el esquema de la figura 1b, también quedan en este caso en la unidad exterior.

La referencia (9) designa la línea de separación de la unidad interior (a la derecha) respecto de la exterior (a la izquierda).

Haciendo ahora referencia a la figura 2 donde se muestra el esquema de funcionamiento del equipo de climatización acorde con la invención, puede verse que utiliza una unidad externa de aire acondicionado con gas refrigerante. En la unidad interior se encuentran la unidad evaporadora gas/agua (6), la bomba (1) de circulación de agua, un elemento de control de flujo (10), el acumulador (7) con el vaso de expansión (11) y la válvula de llenado (12) de agua del circuito hidrónico. La referencia (13) designa un elemento de control de la temperatura.

En la figura 3, el equipo de climatización cuenta además con la válvula reguladora (14) de la temperatura de impulsión a los colectores de distribución del suelo o techo radiante.

La caldera (15) con su bomba (1) envía calor cuando la temperatura exterior es demasiado baja o cuando la unidad exterior es únicamente enfriadora.

Para evitar condensaciones por la humedad ambiente, se instala un evaporador de gas/aire, cuya actuación se controla con un higrómetro. La referencia (16) designa el humidificador para control de la humedad.

La referencia (17) designa el separador.

Claims (6)

1. Equipo de climatizacion, donde existe una unidad externa y otra interna, caracterizado porque se efectúa el transporte de calor o frío entre dichas unidades externa e interna exclusivamente mediante gas frigorífico, y porque la unidad interna para calefacción o refrescamiento hidrónicos, utiliza una unidad externa de aire acondicionado.

2. Equipo de climatizacion, según reivindicación 1, caracterizado porque contiene una unidad interna evaporadora gas/agua, una bomba de circulación del agua, un detector por diferencia de presión entre la entrada y salida del agua del evaporador, y un termostato de seguridad de temperatura mínima, y cuyas conexiones se incorporan como un circuito eléctrico que precisa de circulación de agua y de una temperatura algo superior a la de congelación para que se pueda proceder a arrancar la unidad exterior.

3. Equipo de climatizacion, según reivindicación 2, caracterizado porque incluye además y opcionalmente un depósito acumulador, un vaso de expansión y una válvula de llenado de agua del circuito hidrónico, encerrándolos en una carcasa del tamaño similar a una caldera de gas.

4. Equipo de climatizacion, según reivindicación 1, caracterizado porque se incorpora un regulador de acondicionamiento de temperatura del piso o local y los colectores de distribución del suelo o techo radiante.

5. Equipo de climatizacion, según reivindicación 1, caracterizado porque cuando la unidad es solamente enfriadora o cuando las temperaturas exteriores bajan de 0°C recibe apoyo de una caldera generadora de agua caliente, existiendo las válvulas de tres vías para hacer el cambio de refrigeración a calefacción.

6. Equipo de climatizacion, según reivindicación 1, caracterizado porque incluye un evaporador gas/aire, cuando es elevada la humedad ambiente y pueden producirse condensaciones sobre el suelo o techo, que toma del gas frigorífico un pequeño porcentaje de la potencia de refrescamiento, comandado por un higrómetro.