ES2290821T3 - Dispositivo y procedimiento para climatizar un espacio interior, especialmente un habitaculo de vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (1) para climatizar un espacio interior (2) con un aparato de calefacción y/o climatización (4) que tiene un canal de flujo (6) para una corriente de aire (L) que se ha de acondicionar, estando dispuesto un evaporador (12) en el canal de flujo (6) por el lado de entrada de flujo y estando pospuestos a éste evaporador en el canal de flujo (6) un primer intercambiador de calor (14a) y un segundo intercambiador de calor (14b), caracterizado porque el primer intercambiador de calor (14a) está construido como un intercambiador de calor de aire/aire que funciona con combustible, y porque el segundo intercambiador de calor (14b) está montado detrás del primer intercambiador de calor (14a).
Description
Dispositivo y procedimiento para climatizar un
espacio interior, especialmente un habitáculo de vehículo.
La invención concierne a un dispositivo y un
procedimiento para climatizar un espacio interior, especialmente un
habitáculo de vehículo.
Un dispositivo de esta clase para climatizar un
espacio interior se instalada especialmente en un vehículo
automóvil. El dispositivo de climatización comprende usualmente un
aparato de calefacción y/o climatización (llamado también
abreviadamente instalación de climatización o instalación HVAC,
siendo HVAC = heating, ventilation, air
conditioning = calefacción, ventilación, acondicionamiento de aire) con un canal de flujo para el acondicionamiento de una corriente de aire conducida en el canal de flujo. Para la climatización, el aparato de calefacción y/o climatización presenta un evaporador intercalado en un circuito de agente frigorífico y un intercambiador de calor, así como eventualmente un equipo de calentamiento. El flujo del agente frigorífico es generado aquí usualmente por un compresor intercalado en el circuito del agente frigorífico, cuyo compresor es accionado directamente por el motor del vehículo. Por tanto, el flujo del agente frigorífico se extingue tan pronto como se desconecta el motor del vehículo.
conditioning = calefacción, ventilación, acondicionamiento de aire) con un canal de flujo para el acondicionamiento de una corriente de aire conducida en el canal de flujo. Para la climatización, el aparato de calefacción y/o climatización presenta un evaporador intercalado en un circuito de agente frigorífico y un intercambiador de calor, así como eventualmente un equipo de calentamiento. El flujo del agente frigorífico es generado aquí usualmente por un compresor intercalado en el circuito del agente frigorífico, cuyo compresor es accionado directamente por el motor del vehículo. Por tanto, el flujo del agente frigorífico se extingue tan pronto como se desconecta el motor del vehículo.
Para una climatización previa en el habitáculo
del vehículo o para un calentamiento sin que esté en marcha el
motor del vehículo, está prevista en general una calefacción de
estacionamiento. La calefacción de estacionamiento puede consistir,
por ejemplo, en un intercambiador de calor de aire/agua que funciona
con combustible y que a una hora programada o después de una señal,
por ejemplo proveniente de un mando a distancia, es atravesado por
aire de combustión calentado por una cámara de combustión, con lo
que se calienta el agua, especialmente el agua de refrigeración de
un motor. Se hace entonces que circule continuamente el agua de
refrigeración a través del motor y del intercambiador de calor de
la calefacción de estacionamiento. Además, por medio de un
intercambiador de calor de calefacción usual (= intercambiador de
calor de agua/aire) se transmite el calor del circuito de
refrigeración del motor al aire que entra en el habitáculo del
vehículo, calentándose el aire alimentado por el intercambiador de
calor, por ejemplo aire nuevo o aire de circulación, y siendo
conducido este aire al habitáculo del vehículo. La calefacción de
estacionamiento está construida frecuentemente como elemento
separado, con lo que ésta puede montarse posteriormente en un
vehículo. En los vehículos industriales están incorporadas
generalmente calefacciones
por aire.
por aire.
Además, se conoce por el documento DE 102 18 157
A1 un transmisor de calor -que funciona con combustible- de un
aparato de calentamiento por combustión. Para hacer posible una
climatización de estacionamiento relativamente barata y
especialmente con ahorro de espacio y/o una calefacción adicional,
el transmisor de calor está adaptado para disponerlo dentro de la
caja de climatización.
La invención se basa en el problema de indicar
un dispositivo y un procedimiento para climatizar un espacio
interior que hagan posible tanto en estado parado como durante la
marcha de un vehículo una climatización suficiente buena y sencilla
del espacio interior.
Respecto del dispositivo, el problema se
resuelve según la invención por medio de las características de la
reivindicación 1 independiente. Respecto del procedimiento, el
problema se resuelve según la invención por medio de las
características de la reivindicación 16 independiente.
Perfeccionamientos ventajosos son objeto de las reivindicaciones
subordinadas.
La invención parte de la consideración de que
para obtener una climatización suficientemente buena de un espacio
interior, por ejemplo de un habitáculo de vehículo, tanto en el
estado parado del vehículo, es decir que el motor del vehículo está
desconectado, como durante la marcha del vehículo, se deberá hacer
posible un precalentamiento o calentamiento lo mejor posible del
espacio interior al mismo tiempo que tiene lugar un buen
precalentamiento del motor o una buena refrigeración de éste. En
este caso, se deberá tener en cuenta el respectivo deseo de un
precalentamiento correspondiente -preclimatización del habitáculo
del vehículo y/o precalentamiento del motor-. A este fin, se ha
previsto una disposición combinada de dos intercambiadores de calor
en una instalación de calefacción y/o climatización, con lo que se
aseguran diferentes clases de funcionamiento de refrigeración y de
calefacción. En particular, el dispositivo para climatizar el
espacio interior comprende un aparato de calentamiento y/o
climatización con un canal de flujo para una corriente de aire que
se ha de acondicionar, estando dispuesto un evaporador en el canal
de flujo por el lado de entrada del flujo y estando montados a
continuación de este evaporador en el canal de flujo un primer
intercambiador de calor y un segundo intercambiador de calor,
estando construido el primer intercambiador de calor como un
intercambiador de aire/aire que funciona con combustible. Por
interambiador de calor de aire/aire se entiende especialmente un
intercambiador de calor que transmite sustancialmente calor de
gases de combustión calientes a la corriente de aire que se ha de
acondicionar. Preferiblemente, el segundo intercambiador de calor
está construido como un intercambiador de calor de agua/aire. En un
intercambiador de calor de agua/aire se transmite, por ejemplo, el
calor del circuito de refrigeración del motor a la corriente de
aire que se ha de acondicionar. Convenientemente, el segundo
intercambiador de calor está dispuesto para ello en el circuito del
refrigerante o en el circuito de refrigeración de un motor de
combustión.
Mediante esta combinación de dos
intercambiadores de calor -un primer intercambiador de calor de
aire/aire que funciona con combustible y un segundo intercambiador
de calor de agua/aire- se hace posible, por ejemplo durante un
arranque en frío del vehículo y, por tanto, estando conectado el
motor del vehículo, un calentamiento y climatización del espacio
interior junto con un precalentamiento simultáneo del motor del
vehículo. En el caso de un calentamiento simultáneo del espacio
interior y del motor son más pequeñas las respectivas corrientes
térmicas, con lo que el respectivo calentamiento o precalentamiento
tiene una duración correspondientemente más larga. Además, el
precalentamiento del motor y la climatización del espacio interior
pueden efectuarse de manera controlada en el tiempo. Asimismo, en
el estado parado del vehículo se puede producir un calentamiento
especialmente rápido del espacio interior.
Según se haya establecido previamente, como
corriente de aire se pueden conducir aire nuevo y/o aire de
circulación a través del canal de flujo del aparato de calefacción
y/o climatización. A este fin, se dispone ventajosamente en el
canal de flujo por el lado de entrada del flujo, delante del
evaporador, un primer elemento de control de la corriente de aire
para alimentar aire nuevo y/o aire de circulación. El primer
elemento de control de la corriente de aire está construido, por
ejemplo, como una compuerta mezcladora o una compuerta
basculante.
Para realizar un ajuste individual del caudal de
aire en el segundo intercambiador de calor se ha dispuesto
preferiblemente un segundo elemento de control de la corriente de
aire entre el primer intercambiador de calor y el segundo
intercambiador de calor. Por caudal de aire se entiende aquí el
volumen de aire que circula por unidad de tiempo a través de una
sección transversal de flujo prefijada. Por ejemplo, el segundo
elemento de control de la corriente de airee es ajustable entre una
primera posición extrema, que cierra el canal de flujo en dirección
al segundo intercambiador de calor, y una segunda posición extrema,
que libera el canal de flujo en dirección al segundo intercambiador
de calor, así como en una posición intermedia cualquiera.
En un primer estado de funcionamiento (=
funcionamiento de calefacción adicional, el motor del vehículo está
en funcionamiento) se tiene que, para calentar la corriente de aire,
es decir, el aire nuevo y/o el aire de circulación, se tienen que
conducir éstos a través del primer intercambiador de calor y al
menos en parte o completamente a través del segundo intercambiador
de calor. En función de una temperatura prefijada y una posición
resultante del segundo elemento de control de la corriente de aire,
se calienta aquí adicionalmente al menos en parte por medio del
segundo intercambiador de calor la corriente de aire (= aire nuevo
y/o aire de circulación) calentada por el primer intercambiador de
calor. En otras palabras: Cuando la corriente de aire no está aún
suficientemente calentada, se tiene que, para calentarla
adicionalmente, se puede conducir ésta indirectamente al menos en
parte hacia el espacio interior pasando por el segundo
intercambiador de calor, mientras que en caso contrario se conduce
la corriente de aire directamente hacia el espacio interior.
Convenientemente, el segundo elemento de control
de la corriente de aire se puede controlar y/o regular en función
de una temperatura prefijada y/o un tiempo prefijado. Por ejemplo,
el segundo elemento de control de la corriente de aire se puede
controlar y/o regular en función de la temperatura del espacio
interior y/o de la temperatura de retorno en el circuito del
refrigerante.
Además, en un modo de funcionamiento ampliado
con el motor del vehículo conectado, especialmente en el caso de un
arranque en frío, se tiene que, por ejemplo para lograr un calor
suficiente del motor, la corriente de aire calentada por medio del
primer intercambiador de calor puede ser aprovechada para el
precalentamiento del motor con ayuda del segundo intercambiador de
calor dispuesto en el circuito del refrigerante. A este fin, se
integra convenientemente en el circuito del refrigerante una bomba
de agua convencional accionada por el motor del vehículo, con lo
que la cantidad de calor de la corriente de aire es cedida después
del primer intercambiador de calor al circuito del refrigerante
ahora en circulación y la corriente de aire calentada se aprovecha
del modo más rápido posible para calentar el habitáculo del
vehículo. Como alternativa, estando desconectado el motor del
vehículo y ya conectado el funcionamiento de calefacción de
estacionamiento, se puede aprovechar una bomba de agua eléctrica
integrada adicionalmente en el circuito del refrigerante para
calentar el agua de refrigeración del motor del vehículo. La bomba
de agua eléctrica puede ser alimentada aquí a través de la red de a
bordo propia del vehículo. Además, la bomba de agua eléctrica puede
ser controlada en función del tiempo y/o en función de la
temperatura. Por otra parte, en este modo de funcionamiento del
arranque en frío se calienta adicionalmente el habitáculo del
vehículo después de que ya se haya conectado la calefacción de
estacionamiento.
En un segundo estado de funcionamiento (=
calefacción de estacionamiento, el motor del vehículo está
desconectado) la corriente de aire calentada en el primer
intercambiador de calor puede ser conducida directamente al espacio
interior. En otras palabras: La corriente de aire calentada se
emplea completamente para la preclimatización del espacio interior,
con lo que se asegura un calentamiento lo más rápido posible.
Para efectuar un ajuste individual de las
diferentes clases y estados de funcionamiento, la potencia de
calentamiento del primer intercambiador de calor puede ser
controlada en función de una temperatura prefijada, especialmente
de la temperatura de retorno en el circuito del refrigerante, y/o en
función de la temperatura del espacio interior. Esto quiere decir
que, según se haya establecido previamente - sólo precalentamiento
del espacio interior (= calefacción de estacionamiento) o
precalentamiento combinado del espacio interior y del motor - se
emplean solamente la temperatura del espacio interior o la
temperatura del espacio interior y la temperatura de retorno para
controlar y/o regular la potencia de calentamiento del primer
intercambiador de calor y/o del segundo intercambiador de calor, a
cuyo fin se puede regular el segundo elemento de control de la
corriente de aire de manera correspondiente en cuanto a su posición
o se puede ajustar el caudal de aire que es transportado a través
de un soplante antepuesto al evaporador. Para ajustar otra clase de
funcionamiento se dispone preferiblemente un tercer elemento
adicional de control de la corriente de aire a manera de una
compuerta de derivación en el lado de salida del flujo del primer
intercambiador de calor, con lo que la corriente de aire
acondicionada es conducida por delante del primer intercambiador de
calor y puede ser alimentada directa
y/o indirectamente al espacio interior por medio de la posición del segundo elemento de control de la corriente
de aire.
y/o indirectamente al espacio interior por medio de la posición del segundo elemento de control de la corriente
de aire.
Convenientemente, el aparato de calefacción y/o
climatización juntamente con el evaporador y el primer
intercambiador de calor, así como el segundo intercambiador de
calor, está construido como una unidad normalizada integrada
(llamada también instalación de climatización con calefacción de
estacionamiento integrada). En particular, estos elementos están
dispuestos en una carcasa común y, por tanto, se pueden fabricar y
montar como un solo módulo.
Respecto del procedimiento para climatizar el
espacio interior con el aparato de calefacción y/o climatización
dotado del canal de flujo para una corriente de aire que se ha de
acondicionar, esta corriente de aire es conducida en el canal de
flujo a través de un evaporador y es calentada por un primer
intercambiador de calor que está pospuesto al evaporador en el
canal de flujo y que está construido como un intercambiador de calor
de aire/aire que funciona con combustible, siendo la corriente de
aire conducida a continuación directamente al espacio interior y/o
conducida indirectamente al menos en parte a través de un segundo
intercambiador de calor pospuesto al primer intercambiador de calor
hasta alcanzar el espacio interior. Por el lado de entrada del
flujo se impulsan entonces hacia el canal de flujo, como corriente
de aire, aire de circulación y/o aire nuevo transportados por medio
de un soplante.
Según el estado de funcionamiento del aparato de
calefacción y/o climatización, se tiene que en un primer estado de
funcionamiento (= funcionamiento de calefacción adicional), para
calentar la corriente de aire, se conduce ésta a través del primer
intercambiador de calor y al menos en forma parcial o completamente
a través del segundo intercambiador de calor. Como alternativa, en
un segundo estado de funcionamiento (= calefacción de
estacionamiento) se puede conducir directamente hacia el espacio
interior la corriente de aire calentada en el primer intercambiador
de calor. En otra clase de funcionamiento (= funcionamiento de
refrigeración) se conduce preferiblemente la corriente de aire
acondicionada por delante del primer intercambiador de calor y a
continuación se alimenta dicha corriente, al menos en parte o
completamente, al segundo intercambiador de calor. El aire
acondicionado puede ser conducido también por delante del segundo
intercambiador de calor y llevado directamente al espacio
interior.
Para efectuar una climatización individual del
espacio interior y/o un precalentamiento del motor en función del
funcionamiento del vehículo se controla el caudal de aire a conducir
por el segundo intercambiador de calor en función de la temperatura
del espacio interior y/o de la temperatura de retorno en el circuito
del refrigerante. Una bomba de agua eléctrica dispuesta en el
circuito del refrigerante puede ser controlada también en función
del tiempo y/o en función de la temperatura. Además, se puede
controlar la potencia de calentamiento del primer intercambiador de
calor en función de una temperatura prefijada, especialmente de la
temperatura de retorno en el circuito del refrigerante, y/o en
función de la temperatura del espacio interior.
Las ventajas logradas con la invención consisten
especialmente en que por medio de una disposición combinada de un
primer intercambiador de calor de aire/aire que funciona con
combustible y un segundo intercambiador de calor dispuesto
especialmente en el circuito del refrigerante se hace posible tanto
en el estado parado del vehículo como durante la marcha del
vehículo una climatización individual del espacio interior junto con
un precalentamiento individual simultáneo del motor. Así, por
ejemplo, en el arranque en frío se pueden asegurar tanto un
precalentamiento del motor como una climatización del habitáculo del
vehículo por medio de una bomba de agua eléctrica. Como
alternativa, para lograr un rápido calentamiento del habitáculo del
vehículo, el aire calentado por medio del primer intercambiador de
calor, que funciona como calefacción de estacionamiento, puede ser
conducido completamente al habitáculo. En otra forma de realización
el precalentamiento del motor y/o la preclimatización del
habitáculo del vehículo pueden efectuarse también de manera
controlada en el tiempo y/o controlada en la temperatura.
Se explican con más detalle ejemplos de
realización de la invención con ayuda de un dibujo. Muestran en
éste:
La figura 1, esquemáticamente, un dispositivo
para climatizar un espacio interior con calefacción de
estacionamiento integrada y
La figura 2, en sección transversal, un
dispositivo para climatizar un espacio interior con calefacción de
estacionamiento integrada.
Las partes correspondientes una a otra están
provistas de los mismos símbolos de referencia en todas las
figuras.
La figura 1 muestra un dispositivo 1 para
climatizar un espacio interior 2, por ejemplo un habitáculo de
vehículo. El dispositivo 1 comprende un aparato de calefacción y/o
climatización 4 (también llamado módulo HVAC, siendo HVAC = heating
ventilation air conditionig modul = módulo de calefacción,
ventilación y acondicionamiento de aire).
El aparato de calefacción y/o climatización 4
(en lo que sigue llamado abreviadamente instalación de climatización
4) comprende un canal de flujo 6 para conducir una corriente de
aire L que se ha de acondicionar. En el canal de flujo 6 está
dispuesto por el lado de entrada del flujo un soplante 8 para
impulsar la corriente de aire L. Según se haya establecido
previamente, como corriente de aire L se pueden impulsar aire nuevo
FL y/o aire de circulación UL por medio del soplante 8 en virtud de
la posición correspondiente de un primer elemento 10a de control de
la corriente de aire.
A continuación, se alimenta la corriente de aire
L en el canal de flujo 6 a un evaporador 12 para enfriar el aire
con respecto a la temperatura ambiente. La corriente de aire
enfriada L es alimentada al menos en parte a un primer
intercambiador de calor 14a que sirve para efectuar un primer
atemperado de la corriente de aire L.
El primer intercambiador de calor 14a está
construido como un intercambiador de calor de aire/aire que funciona
con combustible. Se alimenta para ello aire de combustión VL a una
cámara de combustión no representada con detalle y se quema éste
allí, con lo que la corriente de aire L conducida a través del
primer intercambiador de calor 14a es calentada indirectamente a
través de los gases de escape calientes A de la cámara de
combustión. La corriente de aire calentada aL es alimentada en el
canal de flujo 6 directamente al espacio interior 2 a través de una
salida de aire 16a y/o indirectamente a dicho espacio interior 2
para su climatización a través de un segundo intercambiador de
calor 14b y unas salidas de aire 16b dispuestas a continuación de
éste.
Para ajustar la corriente de aire calentada
proporcional aL a través del segundo intercambiador de calor 14b se
ha dispuesto un segundo elemento 10b de control de la corriente de
aire entre el primer intercambiador de calor 14a y el segundo
intercambiador de calor 14b. El elemento 10b de control de la
corriente de aire está construido, por ejemplo, como una compuerta
mezcladora o una compuerta basculante o una compuerta mezcladora de
temperatura (compuerta mezcladora con control dependiente de la
temperatura).
El segundo intercambiador de calor 14b está
dispuesto, además, en el circuito de refrigerante 18 del motor 20
del vehículo, el cual es un circuito de agua. Un refrigerante KM es
alimentado aquí a través de una bomba 22, por ejemplo una bomba de
agua eléctricamente accionada, en el llamado retorno del circuito de
agua, al segundo intercambiador de calor 14b, que está construido
como un intercambiador de calor de agua/aire, y es alimentado
nuevamente a través del llamado ramal de ida del circuito de agua al
motor 20 del vehículo para precalentar este motor 20. Mediante un
ajuste correspondiente de la bomba 22, el refrigerante KM circula en
el circuito de refrigerante 18.
Durante el funcionamiento del dispositivo 1 para
climatizar el espacio interior 2 se tiene que, debido a la
disposición combinada del primer intercambiador de calor 14a y el
segundo intercambiador de calor 14b, se pueden ajustar, con
intercalación del segundo elemento 10b de control de la temperatura,
diferentes estados de funcionamiento de calefacción y refrigeración
que se describen con detalle en lo que sigue.
En el primer estado de funcionamiento, por
ejemplo durante el funcionamiento de calefacción adicional para
calentar el motor 20 del vehículo y para climatizar el espacio
interior 2, especialmente en el arranque en frío, se conduce la
corriente de aire L a través del primer intercambiador de calor 14a
y al menos en parte o completamente a través del segundo
intercambiador de calor 14b. A este fin, el segundo elemento 10b de
control de la corriente de aire puede colocarse entre una primera
posición extrema I, que cierra el canal de flujo 6 en dirección al
segundo intercambiador de calor 14b, y una segunda posición extrema
II, que libera el canal de flujo en dirección al segundo
intercambiador de calor 14b, o bien en una posición intermedia
cualquiera. En detalle, durante el funcionamiento de calentamiento
o de calefacción adicional se impulsa aire nuevo FL por medio del
soplante 6, cuyo aire experimenta un primer calentamiento por efecto
del primer intercambiador de calor 14a que funciona con combustible
y que tiene una primera potencia de calentamiento correspondiente
Q1.
El aire templado o calentado aL puede ser
conducido por medio del segundo elemento 10b de control de la
corriente de aire, por ejemplo una compuerta mezcladora, y en
función de una temperatura, por ejemplo la temperatura del espacio
interior o la temperatura de retorno en el circuito del refrigerante
o la temperatura del aire calentado aL después del primer
intercambiador de calor 14a, a través del segundo intercambiador de
calor 14b, por ejemplo un intercambiador de calor o calefactor de
agua/aire. El aire calentado aL experimenta aquí un calentamiento
adicional por efecto del segundo intercambiador de calor 14b con una
segunda potencia de calentamiento correspondiente Q2. Mediante el
aire aL ya calentado en el primer intercambiador de calor 14a por
efecto de la primera potencia de calentamiento Q1 se influye sobre
la característica de emisión de calor del segundo intercambiador de
calor 14b y sobre su emisión de calor o potencia de calentamiento
Q2. En particular, se reduce por medio del aire ya calentado aL la
magnitud de la segunda potencia de calentamiento Q2 necesaria. Este
efecto repercute ventajosamente sobre el calentamiento del motor, ya
que se pone a disposición del motor 20 del vehículo la energía
calorífica no evacuada. Esto significa que, durante el
funcionamiento del dispositivo 1 con calefacción de estacionamiento
conectada y, por tanto, con el primer intercambiador de calor 14a
conectado, se produce un calentamiento más rápido del motor bajo
una aportación de calor idéntica o incluso mayor al espacio
interior 2. Variando la posición del segundo elemento 10b de control
de la corriente de aire para llevarlo a una posición intermedia
cualquiera, se influye de manera correspondiente sobre el
comportamiento de calentamiento del espacio interior 2 o del motor
20 del vehículo. Además, es posible controlar o regular las
respectivas potencias de calentamiento Q1 y/o Q2 del primer
intercambiador de calor 14a y del segundo intercambiador de calor
14b en función de la temperatura de retorno en el circuito de
refrigerante 18 y/o de la temperatura del espacio interior.
Como alternativa, en el caso de una calefacción
de estacionamiento no conectada previamente y con un arranque en
frío se tiene que, para lograr un calentamiento rápido del
habitáculo del vehículo, se puede conducir el aire calentado aL
directa e indirectamente al espacio interior 2. El calentamiento del
motor se efectúa en este ejemplo de realización por medio de la
bomba de circulación convencional propia del motor o accionada por
el motor (no representada con detalle), la cual está también
integrada en el circuito de refrigerante 18.
\newpage
En un segundo estado de funcionamiento, por
ejemplo calefacción de estacionamiento y, por tanto, con motor
desconectado del vehículo, se tiene que, por medio de la posición
del segundo elemento 10b de control de la corriente de aire en la
primera posición extrema I, el aire aL calentado por la calefacción
de estacionamiento o el primer intercambiador de calor 14a es
conducido directamente al espacio interior 2 para calentar este
espacio. Mediante la conducción directa del aire hacia el espacio
interior 2 a través de la salida de aire 16a se hace posible un
calentamiento especialmente rápido del espacio interior 2, ya que no
tiene que calentarse ninguna masa de pérdida.
En otro estado de funcionamiento, por ejemplo
precalentamiento del motor, se hace funcionar en el circuito de
refrigerante 18 la bomba 22, por ejemplo una bomba de agua
eléctrica. El soplante 8 está puesto a una etapa de soplante media
para impulsar una corriente media de aire L. El segundo elemento 10b
de control de la corriente de aire está en la posición II. Debido a
la corriente de refrigerante que ahora circula en el circuito de
refrigerante 18, especialmente la corriente de agua, la potencia de
calentamiento Q1 del primer intercambiador de calor 14a es evacuada
hacia el segundo intercambiador de calor 14b en forma de una
transmisión de calor al refrigerante KM del circuito de
refrigerante 18. El calor residual no evacuado es aprovechado para
calentar la corriente de aire aL, la cual se conduce seguidamente
al espacio interior 2 a través de las salidas de aire 16b.
En otros estados de funcionamiento, por ejemplo
precalentamiento del motor controlada en el tiempo con calefacción
de cabina o de habitáculo, o precalentamiento del motor controlado
en temperatura con calefacción de habitáculo, se controla la bomba
22 en función del tiempo. Por ejemplo, en el estado parado del
vehículo puede archivarse un tiempo de salida deseado por medio de
un elemento de mando de la calefacción de estacionamiento. En el
estado parado, se calienta entonces el espacio interior 2
continuamente o en forma cíclica o controlada en el tiempo, y a
partir de un momento determinado, por ejemplo 2 h antes de la
salida, se pone en funcionamiento adicionalmente la bomba 22. En
función de la temperatura del espacio interior, la primera potencia
de calentamiento Q1, que no se necesita para el calentamiento del
espacio interior, se puede aprovechar ahora en el refrigerante KM
del circuito de refrigerante 18 para precalentar el motor. A este
fin, se incrementa la potencia del quemador de la cámara de
combustión del primer intercambiador de calor 14a hasta el nivel de
máxima potencia y al mismo tiempo se ajusta el segundo elemento 10b
de control de la corriente de aire de modo que no disminuya la
temperatura del espacio interior.
La figura 2 muestra un dispositivo 1 para
climatizar un espacio interior 2 en forma de un módulo de
fabricación con calefacción de estacionamiento integrada. En este
caso, se aspira aire de circulación UL o aire nuevo FL por medio
del soplante 8, por ejemplo un soplante del vehículo, y se alimenta
este aire a través del canal de flujo 6 al evaporador 12 para
enfriar la corriente de aire L a acondicionar y conducida en el
canal de flujo 6 con respecto a la temperatura ambiente. A
continuación, se puede alimentar la corriente de aire enfriada
resultante L al primer intercambiador de calor 14a para calentar la
corriente de aire enfriada L. En esta clase de funcionamiento (=
"ABIERTO", funcionamiento de calefacción adicional) se tiene
que, por medio del primer intercambiador de calor 14a con la
primera potencia de calentamiento Q1, se calienta la corriente de
aire enfriada L indirectamente por efecto de gases de escape
calientes A al circular dicha corriente por el primer
intercambiador de calor 14a.
Según la clase de funcionamiento y el ajuste
prefijados de la climatización del espacio interior 2, se tiene
que, alternativamente a la clase de funcionamiento "funcionamiento
de calefacción adicional", se puede conducir en otra clase de
funcionamiento "funcionamiento de refrigeración" la corriente
de aire acondicionada L en una derivación B a lo largo del primer
intercambiador de calor 14a. A este fin, se ha previsto por el lado
de salida del flujo del primer intercambiador de calor 14a un tercer
elemento adicional 10c de control de la corriente de aire. El
tercer elemento 10c de control de la corriente de aire, por ejemplo
una compuerta basculante, está construida aquí como una compuerta
de derivación que es basculable entre una primera posición extrema
I (= clase de funcionamiento "ABIERTO", es decir,
funcionamiento de calefacción adicional) y una segunda posición
extrema II (= clase de funcionamiento "CERRADO", es decir,
funcionamiento de refrigeración). En la primera posición extrema I
el aire acondicionado L es hecho circular y, por consiguiente, es
calentado tanto por el primer intercambiador de calor 14a (llamado
también intercambiador de calor de gas de escape) como, en función
de la posición del segundo elemento adicional siguiente 10b de
control de la corriente de aire (= compuerta mezcladora de
temperatura), por el segundo intercambiador de calor 14b (llamado
también calefactor de agua), y dicho aire es conducido a
continuación al espacio interior 2. En la segunda posición extrema
II se conduce el aire acondicionado L a lo largo del primer
intercambiador de calor 14a y, en función de la posición del
segundo elemento 10b de control de la temperatura, se le vuelve a
alimentar directa y/o indirectamente al espacio interior 2 a través
del segundo intercambiador de calor 14b.
Según se ha descrito anteriormente, el segundo
elemento 10b de control de la corriente de aire está construido
como una compuerta mezcladora de temperatura que puede ser puesta en
una posición cualquiera entre una primera posición extrema I (=
funcionamiento de calefacción de estacionamiento con calentamiento
del aire acondicionado L por el intercambiador de calor de gas de
escape 14a o funcionamiento de refrigeración con alimentación del
aire acondicionado L a lo largo del intercambiador de calor de gas
de escape 14a) y una segunda posición extrema II (= funcionamiento
de calefacción adicional con calentamiento del aire acondicionado L
por el intercambiador de calor de gas de escape 14a y el calefactor
de agua 14b), y, por tanto, dicha compuerta sirve para mezclar el
aire aL calentado en grado diferente y/o el aire acondicionado L por
el lado de entrada de flujo al espacio interior 2. En otras
palabras: Mediante la combinación de los elementos segundo y tercero
10b, 10c de control de la corriente de aire se puede alimentar al
espacio interior 2 aire acondicionado L o una corriente de aire
calentada aL en la salida del primer intercambiador de calor 14a
directamente a través de la salida de aire 16a y/o indirectamente a
través del segundo intercambiador de calor pospuesto 14b y las
salidas de aire 16b.
- 1
- Dispositivo para climatizar un espacio interior
- 2
- Espacio interior, por ejemplo habitáculo de vehículo
- 4
- Aparato de calefacción y/o climatización (llamado aquí instalación de climatización)
- 6
- Canal de flujo
- 8
- Soplante
- 10a
- Primer elemento de control de la corriente de aire
- 10b
- Segundo elemento de control de la corriente de aire
- 10c
- Tercer elemento de control de la corriente de aire
- 12
- Evaporador
- 14a
- Primer intercambiador de calor
- 14b
- Segundo intercambiador de calor
- 16a
- Salida de aire
- 16b
- Salida de aire
- 18
- Circuito de refrigerante
- 20
- Motor del vehículo
- 22
- Bomba
- A
- Gas de escape
- aL
- Corriente de aire calentada
- B
- Derivación
- FL
- Aire nuevo
- KM
- Refrigerante
- L
- Corriente de aire
- UL
- Aire de circulación
- VL
- Aire de combustión.
Claims (26)
-
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1. Dispositivo (1) para climatizar un espacio interior (2) con un aparato de calefacción y/o climatización (4) que tiene un canal de flujo (6) para una corriente de aire (L) que se ha de acondicionar, estando dispuesto un evaporador (12) en el canal de flujo (6) por el lado de entrada de flujo y estando pospuestos a éste evaporador en el canal de flujo (6) un primer intercambiador de calor (14a) y un segundo intercambiador de calor (14b), caracterizado porque el primer intercambiador de calor (14a) está construido como un intercambiador de calor de aire/aire que funciona con combustible, y porque el segundo intercambiador de calor (14b) está montado detrás del primer intercambiador de calor (14a). - 2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que el segundo intercambiador de calor (14b) está construido como un intercambiador de calor de agua/aire.
- 3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, en el que el segundo intercambiador de calor (14b) está dispuesto en el circuito de refrigerante (18) de un motor de vehículo (20).
- 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que está dispuesto en el canal de flujo (6) por el lado de entrada del flujo, delante del evaporador (12) un primer elemento (10a) de control de la corriente de aire para alimentar la corriente de aire (L).
- 5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que está dispuesto un segundo elemento (10b) de control de la corriente de aire entre el primer intercambiador de calor (14a) y el segundo intercambiador de calor (14b).
- 6. Dispositivo según la reivindicación 5, en el que el segundo elemento (10b) de control de la corriente de aire puede ser ajustado entre una primera posición extrema (I), que cierra el canal de flujo (6) en dirección al segundo intercambiador de calor (14b), y una segunda posición extrema (II), que libera el canal de flujo (6) en dirección al segundo intercambiador de calor (14b), o bien puede ser puesto en una posición intermedia cualquiera.
- 7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que en un primer estado de funcionamiento, para calentar la corriente de aire (L) se puede conducir ésta a través del primer intercambiador de calor (14a) y al menos en parte o completamente a través del segundo intercambiador de calor (14b).
- 8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que en un segundo estado de funcionamiento se puede conducir directamente al espacio interior (2) la corriente de aire (L) calentada en el primer intercambiador de calor (14a).
- 9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, en el que el segundo elemento (10b) de control de la temperatura es controlable en función de una temperatura prefijada y/o un tiempo prefijado.
- 10. Dispositivo según la reivindicación 9, en el que el segundo elemento (10b) de control de la corriente de aire es controlable en función de la temperatura del espacio interior y/o de la temperatura de retorno en el circuito de refrigerante (18).
- 11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 a 10, en el que la corriente de aire (aL) calentada por el primer intercambiador de calor (14a) es calentada adicionalmente al menos en parte por el segundo intercambiador de calor (14b) en función de una temperatura prefijada y/o una posición resultante del segundo elemento (10b) de control de la temperatura.
- 12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que se ha previsto por el lado de salida del flujo del primer intercambiador de calor (14a) un tercer elemento (10c) del control de la corriente de aire en forma de una compuerta de derivación para hacer que una corriente de aire acondicionada (L) sea alimentada directa y/o indirectamente al espacio interior (2), pasando a lo largo del primer intercambiador de calor (14a).
- 13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la corriente de aire (aL) calentada por medio del primer intercambiador de calor (14a) puede aprovecharse para precalentar el motor con ayuda del segundo intercambiador de calor (14b) dispuesto en el circuito de refrigerante (18).
- 14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que está integrada en el circuito de refrigerante (18) una bomba (22) que puede ser controlada en función del tiempo y/o en función de la temperatura.
- 15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, en el que la potencia de calentamiento (Q1) del primer intercambiador de calor (14a) es controlable en función de una temperatura prefijada, especialmente de la temperatura de retorno en el circuito de refrigerante (18), y/o en función de la temperatura del espacio interior.
- 16. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 15, en el que el aparato de calefacción y/o climatización (4), juntamente con el evaporador (12) y el primer intercambiador de calor (14a), así como el segundo intercambiador de calor (14b), está construido como una unidad normalizada integrada.
\global\parskip1.000000\baselineskip
- 17. Procedimiento para climatizar un espacio interior (2) con un aparato de calefacción y/o climatización (4) que tiene un canal de flujo (6) para una corriente de aire (L) que se ha de acondicionar, en el que la corriente de aire (L) es conducida en el canal de flujo (6) a través de un evaporador (12) y es calentada por un primer intercambiador de calor (14a) que está montado detrás del evaporador (12) en el canal de flujo (6) y que está construido como un intercambiador de calor de aire/aire que funciona con combustible, y a continuación dicha corriente de aire es conducida directamente al espacio interior (2) y/o es conducida indirectamente al menos en parte a dicho espacio interior (2) a través de un segundo intercambiador de calor (14b) pospuesto al primer intercambiador de calor (14a).
- 18. Procedimiento según la reivindicación 17, en el que, como corriente de aire (L) se impulsan aire de circulación (UL) y/o aire nuevo (FL) por medio de un soplante (8) hacia el canal de flujo (6) por el lado de entrada del flujo.
- 19. Procedimiento según la reivindicación 17 ó 18, en el que en un primer estado de funcionamiento, para calentar la corriente de aire (L), se conduce ésta a través del primer intercambiador de calor (14a) y al menos en parte o completamente a través del segundo intercambiador de calor (14b).
- 20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 19, en el que en el caudal de aire a conducir por el segundo intercambiador de calor (14b) es controlado en función de una temperatura prefijada y/o un tiempo prefijado.
- 21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 20, en el que el caudal de aire a conducir por el segundo intercambiador de calor (14b) es controlado en función de la temperatura del espacio interior y/o de la temperatura de retorno en el circuito de refrigerante (18).
- 22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 21, en el que la corriente de aire (aL) calentada por medio del primer intercambiador de calor (14a) es empleada para precalentar el motor con ayuda del segundo intercambiador de calor (14b) dispuesto en el circuito de refrigerante (18).
- 23. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 22, en el que una bomba (22) dispuesta en el circuito de refrigerante (18) es controlada en función del tiempo y/o en función de la temperatura.
- 24. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 23, en el que en un segundo estado de funcionamiento se conduce directamente al espacio interior (2) la corriente de aire (aL) calentada en el primer intercambiador de calor (14a).
- 25. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 24, en el que se controla la potencia de calentamiento (Q1) del primer intercambiador de calor (14a) en función de una temperatura prefijada, especialmente de la temperatura de retorno en el circuito de refrigerante, y/o en función de la temperatura del espacio interior.
- 26. Procedimiento según una de las reivindicaciones 17 a 25, en el que se conduce la corriente de aire acondicionada (L) a lo largo del primer intercambiador de calor (14a) en una derivación (B).
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-
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