ES2291387T3 - Unidad interior y acondicionador de aire. - Google Patents
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Abstract
Una unidad interior (10) para un acondicionador de aire, que comprende: un ventilador tangencial (14) para succionar el aire interior desde un puerto (12b) de admisión y expulsar ese aire desde una salida (12c) de soplador, teniendo dicho ventilador tangencial (14) un diámetro "D"; una carcasa (11) que aloja un conducto (40) para el aire definido entre una superficie periférica exterior (14a) de dicho ventilador tangencial (14) y una superficie (41) de pared de conducto de aire para guiar el aire hacia la salida (12c) del soplador, dicho conducto (40) para el aire tiene una entrada (42) de conducto de aire y comprende una superficie de pared corriente arriba de dicha entrada (42) de conducto de aire definiendo una trayectoria (51) de admisión auxiliar; un intercambiador (13) de calor interior que está adaptado para realizar el intercambio de calor entre el aire interior y un refrigerante suministrado desde una unidad exterior (20); y un controlador de unidad interior compuesto de diferentes elementos de circuitos eléctricos; que se caracteriza porque dicha superficie de pared que define dicha trayectoria (51) de admisión auxiliar forma una parte cóncava que continúa desde un origen (K) de la superficie (41) de la pared del conducto de aire hasta un punto (N) de inicio de la superficie de la pared y tiene un profundidad "f" desde una línea que conecta el origen (K) y el punto (N) de inicio de la superficie de la pared hasta la zona más profunda de la parte cóncava, donde se satisface la siguiente condición: 0,002 <_ f/D <_ 0,003.
Description
Unidad interior y acondicionador de aire.
La presente invención se refiere a una unidad
interior y a un acondicionador de aire que proporciona un entorno
interior agradable mediante el calentamiento o la refrigeración y,
más particularmente, a una tecnología que es adecuada para su uso
en una unidad interior y un acondicionador de aire que es capaz de
reducir el ruido operativo generado en el sistema de soplado de
aire de la unidad interior que utiliza un ventilador tangencial.
Los acondicionadores de aire se componen de dos
grandes elementos constitutivos que toman la forma de una unidad
interior y una unidad exterior. Cada una de estas unidades está
equipada con un intercambiador de calor interior y un
intercambiador de calor exterior que realizan el intercambio de
calor entre un refrigerante y el aire del interior y entre un
refrigerante y el aire del exterior.
Estos intercambiadores de calor interior y
exterior son elementos que comprenden un circuito de refrigerante
además de otros elementos tales como un compresor y una válvula de
expansión. Como resultado del refrigerante que circula físicamente
a través del circuito, se realizan la refrigeración y el
calentamiento del interior siguiendo un proceso de circulación de
cambios térmicos en el estado que constan de gas a alta presión,
alta temperatura, gas a baja presión, baja temperatura, líquido a
alta presión, alta temperatura y líquido a baja presión, baja
temperatura. Además, esta refrigeración y calentamiento del interior
se realiza directamente mediante el intercambio de calor entre el
refrigerante dentro del intercambiador de calor interior y el aire
del interior.
Incidentalmente, durante la operación de
calentamiento, el refrigerante gaseoso transformado en un gas a alta
presión alta, temperatura mediante un compresor es enviado a un
intercambiador de calor interior, y como resultado del intercambio
de calor entre este refrigerante y el aire del interior, el
refrigerante se condensa, sufriendo una transformación en un
refrigerante líquido a alta presión, alta temperatura. Además,
durante la operación de refrigeración, un refrigerante gaseoso a
alta presión, alta temperatura es enviado a un intercambiador de
calor exterior, donde se transforma en un refrigerante líquido a
alta presión, alta temperatura como resultado del intercambio de
calor con el aire del exterior. Subsecuentemente, como resultado del
paso del refrigerante líquido a alta presión, alta temperatura a
través de la válvula de expansión, la presión disminuye dando como
resultado la formación de un refrigerante líquido a baja presión,
baja temperatura, que se envía entonces a un intercambiador de
calor interior en el que se produce el intercambio de calor entre
este refrigerante y el aire del interior haciendo que el
refrigerante se evapore y realizando la formación de un gas a baja
presión, baja temperatura.
Sin embargo, en el caso del acondicionador de
aire antes mencionado, la forma de la carcasa de la unidad interior
ha sido convencionalmente determinada de manera empírica. Entre
tales acondicionadores de aire, por ejemplo, entre aquellos
ampliamente populares en el uso doméstico, convencionalmente se ha
utilizado un ventilador tangencial (ventilador de flujo
transversal) como ventilador típico para la unidad interior.
En este caso, después de que el aire de una
habitación (aire del interior) que ha sido introducido en el
ventilador tangencial (denominado simplemente el "ventilador")
haya sido acondicionado pasando a través de un intercambiador de
calor de interior, es insuflado al interior de la habitación después
de pasar a través de un conducto para el aire formado entre la
superficie periférica externa del ventilador y la superficie de la
pared del conducto para el aire de la carcasa. En este tipo de
unidad interior, es deseable mejorar adicionalmente el rendimiento
del acondicionador de aire efectuando mejoras adicionales en
términos de rendimiento aerodinámico en forma de la cantidad de
aire y del nivel de ruido con respecto al sistema de soplado de aire
del ventilador dentro de la carcasa, incluyendo la forma del
conducto para el aire y la forma del estabilizador dispuesto sobre
el lado corriente arriba del ventilador.
En base a estos antecedentes, es necesario
encontrar reglas básicas para optimizar la forma del conducto para
el aire, la forma del estabilizador, las formas de los dispositivos
de admisión y descarga de aire del sistema de soplado de aire del
ventilador, y similares. Además, es deseable poder conseguir
fácilmente menores niveles de ruido y una mayor eficacia del
sistema de soplado de aire y de la forma de la carcasa empleando un
diseño que cumpla con estas reglas.
En el documento JP - 2001 124362 se describe una
unidad interior para un acondicionador de aire con las
características de la parte del preámbulo de la reivindicación 1.
Esta unidad interior está provista, en una parte de entrada del
conducto para el aire, de una protrusión en forma de joroba y una
guía trasera que sobresale en la dirección ascendente del conducto
para el aire. Termina en una proyección en forma de botón en el
extremo de la guía trasera que, en una realización, puede incluir
una parte de punta en forma de arco. Con esta configuración debería
estabilizarse la presión estática durante el soplado de aire.
En vista de los anteriores problemas, un objeto
de la presente invención es proporcionar una unidad interior para
un acondicionador de aire que esté mejorada con respecto al
rendimiento aerodinámico optimizando la forma del sistema de
soplado de aire dispuesto en la unidad interior.
Para resolver este problema la presente
invención suministra una unidad interior para un acondicionador de
aire según se define en la reivindicación 1. La invención suministra
también un acondicionador de aire con dicha unidad interior. En las
reivindicaciones subordinadas se definen realizaciones preferidas de
la unidad interior.
La presente invención suministra una unidad
interior que comprende un ventilador tangencial que succiona el
aire del interior desde un puerto de entrada e insufla ese aire
desde una salida de un soplador, un intercambiador de calor de
interior que realiza el intercambio de calor entre el mencionado
aire del interior y el refrigerante suministrado desde una unidad
exterior, un controlador de unidad interior compuesto de diferentes
elementos de circuitos eléctricos y una carcasa que aloja cada uno
de estos dispositivos y proporciona la siguiente constitución para
resolver los anteriores problemas.
Un primer aspecto de la presente invención se
caracteriza por una proporción f/D que está dentro de la banda
entre 0,002 y 0,003 (0,002 \leq f/D \leq 0,003) cuando el
diámetro del ventilador del mencionado ventilador tangencial se
toma para que sea D y el ancho del diafragma de admisión dispuesto
en el lado corriente arriba de la entrada del conducto para el aire
al interior de la mencionada carcasa se toma para que sea f.
De acuerdo con este tipo de unidad interior,
efectuando un diseño tal que f/D sea 0,002 \leq f/D \leq 0,003,
puede conseguirse una reducción del nivel de ruido del sistema de
soplado de aire del ventilador para la misma cantidad de aire.
Un segundo aspecto de la presente invención se
caracteriza por una proporción g/D que es 0,06 o superior (0,06
\leq g/D) cuando el diámetro del ventilador del mencionado
ventilador tangencial se toma para que sea D y el ancho de la parte
invertida del flujo de aire entrante dispuesta en el lado corriente
arriba de la entrada del conducto para el aire dentro de la
mencionada carcasa se toma para que sea g.
De acuerdo con este tipo de unidad interior,
efectuando un diseño tal que g/D sea 0,06 \leq g/D, puede
conseguirse una reducción del nivel de ruido del sistema de soplado
de aire del ventilador para la misma cantidad de aire,
Un tercer aspecto de la presente invención se
caracteriza por una proporción e/D que está dentro de la banda
entre 0,25 y 0,3 (0,25 \leq e/D \leq 0,3) y una \gamma que
está dentro de la banda entre 80 grados y 90 grados (80 grados
\leq \gamma \leq90 grados) cuando el diámetro del ventilador
del mencionado ventilador tangencial se toma para que sea D, la
longitud de la trayectoria de la admisión auxiliar dispuesta sobre
el lado corriente arriba de la entrada del conducto para el aire
dentro de la mencionada carcasa se toma para que sea e y el ángulo
del diafragma de admisión se toma para que sea \gamma.
De acuerdo con este tipo de unidad interior,
efectuando un diseño de manera que e/D sea 0,25 \leq e/D \leq
0,3 y \gamma sea 80 grados \leq \gamma \leq90 grados puede
conseguirse una reducción del nivel de ruido del sistema de soplado
de aire del ventilador para la misma cantidad de aire.
Además, los anteriores aspectos primero a
tercero pueden diseñarse de forma combinada en una unidad interior
simple.
De acuerdo con este tipo de unidad interior,
puede conseguirse una reducción incluso mayor del nivel de ruido
del sistema de soplado de aire del ventilador para la misma cantidad
de aire debido a los efectos sinergísticos mutuos.
Además, en el segundo aspecto, puede formarse
una parte cóncava en la superficie que forma el ancho de la
mencionada parte invertida.
De acuerdo con este tipo de unidad interior,
incluso si se incrementa el valor del ancho g de la parte invertida
(incremento en el grosor) de manera que sea ventajoso para disminuir
los niveles de ruido, puede evitarse la aparición de la deformación
provocada por las tensiones térmicas.
Además, la presente invención proporciona un
acondicionador de aire que comprende un intercambiador de calor
exterior, un compresor que suministra un refrigerante gaseoso a alta
presión, alta temperatura al intercambiador de calor, una unidad
exterior provista de un controlador de unidad exterior compuesto de
varios elementos de circuitos eléctricos y la mencionada unidad
interior.
De acuerdo con este tipo de acondicionador de
aire, como resultado de tener una unidad interior capaz de conseguir
fácilmente una reducción del nivel de ruido para la misma cantidad
de aire, puede proporcionarse un acondicionador de aire que tenga
un rendimiento aerodinámico superior y un alto grado de atractivo
del producto.
La unidad interior y el acondicionador de aire
de la presente invención anteriormente descritos demuestran el
remarcable efecto de mejora del atractivo del producto siendo
capaces de reducir significativa y fácilmente el ruido operativo
del sistema de soplado de aire del ventilador en la unidad interior
hasta una extensión mayor que en la técnica anterior, haciendo
descender de esta manera los niveles de ruido de la unidad interior
y del acondicionador de aire que tiene dicha unidad interior como
una característica constitutiva.
La figura 1 es una vista parcial en perspectiva
de la sección de corte que muestra una realización de la unidad
interior y un acondicionador de aire como el reivindicado en la
presente invención
La figura 2 es una vista en sección de corte
tomada a lo largo de las flechas A - A de la figura 1, que muestra
una realización del ventilador tangencial y de su sistema de soplado
de aire en una unidad interior como la reivindicada en la presente
invención.
La figura 3 es un gráfico que muestra los
resultados de medir el nivel de ruido basándose en la misma cantidad
del aire para la razón del ancho (f) del diafragma con respecto al
diámetro (D) del ventilador en una primera realización de la
presente invención.
La figura 4 es un gráfico que muestra los
resultados de medir el nivel de ruido basándose en la misma cantidad
de aire para la razón del ancho (g) de la parte invertida con
respecto al diámetro (D) del ventilador en una segunda realización
de la presente invención.
La figura 5 es un gráfico que muestra los
resultados de medir el nivel de ruido basándose en la misma cantidad
de aire para la razón de la longitud de la trayectoria (e) de la
toma de aire con respecto al diámetro (D) del ventilador en una
tercera realización de la presente invención.
La figura 6 es un gráfico que muestra los
resultados de medir el nivel de ruido basándose en la misma cantidad
de aire para el ángulo (\gamma) del diafragma de admisión en una
tercera realización de la presente invención.
La figura 7 es una vista en sección de corte de
una parte esencial que muestra una variación de la forma de la
parte invertida en la presente invención.
Lo siguiente proporciona una explicación de
aspectos para la realización de la unidad interior y del
acondicionador de aire de acuerdo con la presente invención con
referencia a los dibujos.
La figura 1 es un dibujo explicativo que muestra
la constitución total del acondicionador de aire. El acondicionador
de aire se compone de una unidad interior 10 y de una unidad
exterior 20. Estas unidades interior 10 y exterior 20 están
conectadas por conducciones 21 de refrigerante, a través de las
cuales pasa el refrigerante, y por cableado eléctrico y elementos
similares no mostrados. Hay dispuestas dos conducciones de
refrigerante y el refrigerante fluye desde la unidad interior 10
hasta la unidad exterior 20 a través de una de la conducciones, y
desde la unidad exterior 20 hasta la unidad interior 10 a través de
la otra.
La unidad interior 10 está integralmente
compuesta por una base 11 que sirve como una carcasa y un panel
frontal 12. La base 11 está equipada con varios elementos
incluyendo un tipo de tubo de placas aletas del intercambiador 13
de calor de interior y un ventilador tangencial 14 aproximadamente
cilíndrico (que se denominará simplemente "ventilador"). La
base 11 está equipada también con un controlador 15 de unidad
interior compuesto de diferentes elementos de circuitos eléctricos
y similares para la realización de diferentes controles operativos
relacionados con la unidad interior 10. El controlador 15 de la
unidad interior está equipado con un indicador adecuado 15a para
mostrar el estado operativo y los modos de error. Este indicador 15a
puede ser visualmente confirmado desde el exterior a través de una
ventana 12a dispuesta sobre el panel frontal 12. Además, se dispone
una placa 16 de instalación sobre la parte trasera de la base 11
que hace posible que la unidad interior 10 pueda instalarse sobre
la pared o un elemento similar de una habitación.
Las rejillas de admisión (puertos de admisión)
12b están respectivamente formadas en las superficies frontal y
superior del panel frontal 12. El aire en el interior de la
habitación (el aire del interior) es succionado al interior de la
unidad interior 10 desde direcciones múltiples por estas rejillas
12b de admisión. Incidentalmente, unos filtros 17 de aire están
dispuestos detrás de las rejillas 12b de admisión y actúan para
eliminar el polvo en el aire y materiales similares que sean
succionados. Además, la salida 12c del soplador está formada por
debajo del panel frontal 12 y está diseñada de manera que el aire
calentado o enfriado (nominalmente, el aire acondicionado) sea
expulsado desde la misma. Adicionalmente, está succión del aire y
este soplado del aire se realiza debido a la acción del
venti-
lador 14.
lador 14.
La unidad interior 10 antes mencionada está
equipada con un controlador remoto que sirve como un controlador
que realiza el control de diferentes operaciones. Sobre este
controlador remoto 30 se disponen diferentes conmutadores, una
pantalla de cristal líquido y similares y pueden transmitirse
diferentes señales de control de funcionamiento, ajustes de
temperatura y similares para el acondicionador de aire, en forma,
por ejemplo, de señales infrarrojas, hacia la unidad receptora (no
mostrada) del controlador 15 de la unidad interior. Además, un
control operativo parcial del acondicionador de aire puede
realizarse también mediante conmutadores no mostrados dispuestos en
posiciones adecuadas en la unidad interior.
La unidad exterior 20 está equipada con un
intercambiador 20b de calor exterior, un ventilador de hélice 20c,
un compresor 20f y un controlador 20g de unidad exterior en el
alojamiento 20a. El intercambiador 20b de calor exterior está
compuesto por una conducción de refrigeración equipada con un gran
número de aletas en forma de cuchillas alrededor de su periferia
que efectúan el intercambio de calor entre el refrigerante y el aire
exterior. El ventilador 20c de hélice lleva de forma continua aire
fresco al alojamiento 20a generando un flujo de aire que sale de la
parte trasera hacia el frente dentro del alojamiento 20a y se
dispone para mejorar la eficacia del intercambio de calor en el
intercambiador 20b de calor exterior.
Además, una protección 20d de aletas y una
protección 20e de aletas se disponen respectivamente en los lados
del alojamiento 20a sobre los cuales están mirando hacia el exterior
el mencionado intercambiador 20b de calor y el mencionado
ventilador 20c de hélice. La protección 20d de aletas está dispuesta
de forma que evite los daños producidos por impactos inesperados
desde el exterior sobre las mencionadas aletas en forma de cuchilla.
La protección 20e de aletas está también similarmente dispuesta
para el propósito de proteger el ventilador 20c de hélice de los
impactos externos.
El compresor 20f descarga refrigerante gaseoso a
baja presión, baja temperatura convirtiéndolo en un refrigerante
gaseoso a alta presión, alta temperatura y juega el papel más
importante entre los componentes que forman el circuito de
refrigerante. Incidentalmente, el circuito de refrigerante se
refiere a lo que a groso modo está compuesto de este compresor 20f
así como de los antes mencionados intercambiador 13 de calor
interior, intercambiador 20b de calor exterior, conducciones 21 de
refrigerante, válvula de expansión, válvula de cuatro vías que
determina la dirección del flujo de refrigerante (no se muestran ni
la válvula de expansión ni la válvula de cuatro vías) y similares,
y permite que el refrigerante circule entre la unidad interior 10 y
la unidad exterior 20.
El controlador 20g de la unidad exterior realiza
el control operativo que se refiere los antes mencionados
ventilador 20c de hélice, compresor 20f y diferentes equipos
dispuestos en la unidad exterior 20, y se compone de diferentes
elementos de circuitos eléctricos.
Además de lo anteriormente indicado, la unidad
exterior 20 está también equipada con una placa 20h de base para
evitar los efectos de las vibraciones externas y similares
soportando también el alojamiento 20a. Además, para efectuar
operaciones de mantenimiento y similares se dispone un panel
desmontable 20i sobre el mencionado compresor 20f en la pared de la
carcasa 20 cerca del mencionado compresor 20f.
Lo que sigue proporciona una explicación de la
acción del acondicionador de aire formado por estos componentes,
que se divide en una explicación de lo que ocurre durante la
operación de calentamiento y lo que ocurre durante la operación de
refrigeración.
Para empezar, durante la operación de
calentamiento, el refrigerante que se ha transformado en gas a alta
presión, alta temperatura en el compresor 20f es enviado a través de
la conducción 21 de refrigerante hacia el intercambiador 13 de
calor interior de la unidad interior 10. Dentro de la unidad
interior 10, el calor del refrigerante gaseoso a alta presión, alta
temperatura que pasa a través del intercambiador 13 de calor
interior es trasladado al aire del interior introducido a través de
las rejillas 12 por el ventilador 14. Como resultado, el aire
caliente es expulsado desde la salida 12c del soplador por debajo de
panel frontal 12. Al mismo tiempo, el refrigerante gaseoso a alta
presión, alta temperatura se condensa y se licua en el mencionado
intercambiador 13 de calor interior y se convierte en refrigerante
líquido a alta presión, alta temperatura.
Este refrigerante líquido a alta presión, alta
temperatura se envía de nuevo a través de la conducción 21 de
refrigerante hacia el intercambiador 20b de calor exterior de la
unidad exterior 20. En la unidad exterior 20, pasa a través de una
válvula de expansión no mostrada donde se reduce su presión y se
convierte en un refrigerante líquido a baja presión, baja
temperatura. Este refrigerante líquido a baja presión, baja
temperatura que pasa a través del intercambiador 20b de calor
exterior coge entonces el calor del aire exterior fresco que ha
sido introducido al interior del alojamiento 20a por el ventilador
20c de hélice. Como resultado, este refrigerante líquido a baja
presión, baja temperatura se evapora dando origen a un gas,
convirtiéndose en refrigerante gaseoso a baja presión, baja
temperatura. Éste es de nuevo enviado al compresor 20f donde se
repite entonces el proceso anterior.
Después, durante la operación de refrigeración,
el refrigerante fluye a través del circuito para el refrigerante en
dirección opuesta a la anteriormente descrita. Nominalmente, después
de ser transformado en gas a alta presión, alta temperatura en el
compresor 20f, el refrigerante es enviado al intercambiador 20b de
calor exterior a través de la conducción 21 para el refrigerante
donde el calor se traslada al aire exterior y se condensa y se
licua para convertirse en un refrigerante líquido a alta presión,
alta temperatura. Este refrigerante líquido a alta presión, alta
temperatura pasa a través de una válvula de expansión no mostrada y
se convierte en un refrigerante líquido a baja presión, baja
temperatura, después de lo cual es enviado de nuevo al
intercambiador 13 de calor interior a través de la conducción 21
para el refrigerante. El refrigerante líquido a baja presión, baja
temperatura coge el calor del aire interior y junto con la
refrigeración de dicho aire interior, el refrigerante mismo se
evapora y se vaporiza dando como resultado la formación de un
refrigerante gaseoso a baja presión, baja temperatura. Éste se
envía de nuevo hacia el compresor 20f donde se repite entonces el
proceso anterior.
Estas operaciones son controladas por el
controlador 15 de la unidad interior alojado en la unidad interior
10 y por el controlador 20g de la unidad exterior alojado en la
unidad exterior 20.
Lo que sigue proporciona una explicación de la
parte característica de la presente invención con referencia a la
figura 2. Además, la figura 2 utilizada en esta explicación es una
sección de corte tomada a lo largo de las flechas A - A de la
figura 1 que muestra el ventilador 14 y su sistema de soplado de
aire.
Se dispone un sistema de soplado de aire dentro
de la antes mencionada unidad interior 10 para succionar el aire
interior a través de las rejillas 12b mediante el funcionamiento del
ventilador14, pasando el aire a través del intercambiador 13 de
calor interior y expulsando el aire acondicionado que ha sufrido el
intercambio de calor desde la salida 12c del soplador. En este
sistema de soplado de aire del ventilador se dispone un conducto 40
para el aire que guía el aire acondicionado hacia la salida 12c del
soplador.
El conducto 40 para el aire es un espacio
formado entre la superficie periférica exterior 14a del ventilador
cilíndrico 14 y una superficie 41 de la pared del conducto para el
aire dispuesta en la base 11 que sirve como miembro constitutivo de
la carcasa.
La entrada 42 del conducto 40 para el aire está
sobre una conducción que conecta el centro C del ventilador que
sirve como centro axial durante la rotación del ventilador 14 y un
punto K sobre la superficie 41 de la pared del conducto para el
aire, y el ancho de esta entrada se representa con Wi. El punto K
sirve como origen de la espiral de la carcasa (superficie cóncava
curvada en la dirección del flujo de la superficie 41 de la pared
del conducto par el aire) y cuando se mira desde el lado del panel
frontal 12 de la unidad interior 10, está aproximadamente situado
detrás de la parte superior del ventilador 14 (lado de la
pared).
El conducto 40 para el aire se forma hasta la
salida 43 en la dirección de la rotación del ventilador 14
(dirección de las agujas del reloj en el ejemplo mostrado en el
dibujo) sirviendo como origen la entrada 42. El ancho del conducto
40 para el aire, nominalmente el ancho W del conducto para el aire,
aumenta gradualmente desde el ancho Wi de entrada de la entrada 42
hasta el ancho Wo de salida de la salida 43. El ancho Wo de la
salida es la distancia cubierta por una línea perpendicular a la
línea central 44 del conducto para el aire que se extiende desde el
punto M del extremo de la espiral de la carcasa sobre la superficie
41 de la pared de la carcasa hasta las superficie 45 de la
salida.
El panel frontal 12 se dispone en el frontal de
la dirección del flujo del lado de la salida 43 (lado frontal de la
unidad interior 10) y la salida 12c del soplador de dicho panel
frontal 12 esta abierta según se mira hacia el interior de la
habitación. Además, en una configuración típica, se disponen
persianillas (no mostradas) cerca de la salida 43 que ajustan la
dirección de soplado hacia la izquierda y hacia la derecha y se
disponen aletas (no mostradas) en la salida 12c del soplador que
ajustan la dirección de soplador hacia arriba y hacia abajo.
Además, según se muestra en la figura 2, el
ventilador 14 está provisto también de un estabilizador 70 y de una
pared trasera 50 para el flujo de entrada del aire situada en la
parte superior del conducto 40 para el aire.
La pared trasera 50 para el flujo de entrada es
una parte que está situada encima de la entrada 42 del conducto 40
para el aire y se dispone de forma continua desde la superficie 41
de la pared del conducto para el aire y se dispone una parte
invertida 52 sobre el extremo (extremo superior) de la trayectoria
51 de admisión auxiliar. La trayectoria 51 de admisión auxiliar es
una superficie de una pared que forma una parte cóncava que continúa
desde el origen K de la superficie 41de la pared del conducto para
el aire hasta el punto N de inicio de la superficie de la pared
(profundidad desde la línea que conecta el origen K y el punto N de
inicio de la superficie de la pared hasta la parte más profunda de
la parte cóncava) se denominará de aquí en adelante como el ancho f
del diafragma de admisión.
Por otro lado, la parte invertida 52 es una
parte que se dispone detrás de la superficie 41 de la pared del
conducto para el aire y la pared trasera 50 para el flujo de entrada
del aire que invierte el flujo del aire acondicionado de manera que
guíe el aire acondicionado que ha pasado a través del intercambiador
13 de calor interior hasta el conducto de aire 40, y la forma de su
extremo está compuesta disponiendo una primera parte plana 53, que
forma una superficie aproximadamente vertical que se extiende en
sentido ascendente desde el punto N de inicio de la superficie de
la pared hasta el pico P, y una segunda parte plana 54, que forma
una superficie aproximadamente horizontal que se extiende hacia
atrás (lado trasero) desde el pico P hasta el punto Q de inicio de
la parte invertida. Además, la parte trasera 55 está dispuesta sobre
el lado trasero de la trayectoria 51 de admisión auxiliar que forma
una superficie inclinada en sentido descendente sobre un ángulo
desde el punto Q de inicio de la parte invertida.
El ancho de la mencionada parte invertida 52,
nominalmente la distancia NQ desde el punto N de inicio de la
superficie de la pared hasta el punto Q de inicio de la parte
invertida se denominará de aquí en adelante ancho g de la parte
invertida (grosor invertido), la distancia KN desde el origen K
hasta el punto N de inicio de la superficie de la pared se
denominará de aquí en adelante longitud e de la trayectoria de la
admisión auxiliar, y el ángulo desde la línea que conecta el centro
C del ventilador y el origen K con la línea KN que define la
longitud e de la trayectoria de la admisión auxiliar se denominará
de aquí en adelante ángulo \gamma del diafragma de la
admisión.
En el sistema de soplado de aire del ventilador
anteriormente descrito, el ancho f del diafragma de la admisión de
la forma de la pared trasera 50 del flujo de entrada del aire se
define de la forma explicada posteriormente en una primera
realización.
El ancho f del diafragma de la admisión es un
valor que indica la profundidad cóncava de la superficie de la
pared cóncava dispuesta de forma continua mirando en sentido
ascendente del la entrada 42 (origen K) de la superficie 41 de la
pared del conducto para el aire que forma el conducto 40 para el
aire, nominalmente trayectoria 51 de admisión auxiliar, e indica la
distancia vertical desde la línea KN hasta la parte más profunda.
Aquí, si el diámetro de ventilador 14 se selecciona para que sea D,
entonces el ancho f del diafragma de admisión que se dispone sobre
el lado corriente arriba de la entrada del conducto para el aire
dentro de la carcasa se fija de manera que la proporción del
diámetro D del ventilador esté dentro de la banda entre 0,002 y
0,003 (0,002 \leq f/D \leq 0,003).
La figura 3 muestra los resultados de medir
respectivamente el nivel de ruido basándose en la misma cantidad de
aire cambiando de forma adecuada la proporción f/D antes
mencionada.
Sobre la base de estos resultados, el nivel de
ruido fue el menor cuando f/D era aproximadamente 0,025, y cuando
el ancho f del diafragma de admisión se hizo aumentar o disminuir a
partir el valor correspondiente con este nivel de ruido mínimo, se
observó que en ambos casos aumentó el nivel de ruido. Por lo tanto,
se determinó la banda sobre la cual \DeltadB aumenta en 1 dB (A)
a partir de un f/D en el que el nivel de ruido es el más bajo
basándose en la misma cantidad de aire, para que fuera la banda de
diseño adecuada del ancho f del diafragma de admisión, y de acuerdo
con los resultados mostrados en la figura 3, se definió la banda de
f/D como 0,002 \leq f/D \leq 0,003.
Además, la razón para asumir que \DeltadB = 1
dB (A) se basa en el hecho de que el valor de 1 dB (A) es el nivel
en el cual puede reconocerse claramente la reducción del ruido
considerando errores de medición, variaciones, etc.
Después, el ancho g de la parte invertida de la
forma de la pared trasera 50 del flujo de entrada del aire en el
sistema de soplado de aire del ventilador antes mencionado se define
tal como se explica a continuación.
El ancho g de la parte invertida (grosor
invertido) es la distancia NQ desde el punto N de inicio de la
superficie de la pared hasta el punto Q de inicio de la parte
invertida que indica el ancho de la parte invertida 52. Aquí, si el
diámetro del ventilador del ventilador 14 se toma para que sea D, el
ancho g de la parte invertida del flujo del aire de admisión
dispuesto en el lado corriente arriba de la entrada del conducto
para el aire dentro de la carcasa se fija de manera que la
proporción para el diámetro del ventilador D (g/D) sea 0,006 \leq
g/D.
La figura 4 muestra los resultados de medir
respectivamente los niveles de ruido basándose en la misma cantidad
de aire cambiando de forma adecuada la antes mencionada g/D.
Sobre la base de los resultados de estas
mediciones, se observó que el nivel de ruido fue el menos en el caso
en el que g/D era 0,06, el nivel de ruido se incremento cuando g/D
fue inferior a 0,06 y no hubo ningún cambio brusco en el nivel de
ruido, nominalmente el nivel de ruido permaneció aproximadamente
constante, incluso si g/D se incrementaba por encima de 0,06. Por
lo tanto se determinó que un valor de g/D = 0,03, en el cual el
nivel de ruido para la misma cantidad de aire disminuyó bruscamente,
era el valor límite del ancho g de la parte invertida, y de acuerdo
con los resultados de la figura 4, la banda del diseño adecuado se
definió como 0,06 \leq g/D.
Sin embargo, aunque es preferible con respecto
al ancho g de la parte invertida hacer la proporción para el
diámetro D del ventilador según se describió anteriormente mayor o
igual a 0,06, el incremento de g/D significa que el ancho g de la
parte invertida se vuelve más pequeño. No obstante, si el grosor de
la pared de la parte invertida 52, que es una pieza moldeada en
plástico integralmente formada junto con la base 11, se vuelve más
gruesa, hay mayor susceptibilidad a la tensión provocada por la
deformación térmica como resultado de estar altamente expuesta a
los efectos de la contracción térmica durante el moldeo.
Consecuentemente, el límite superior del ancho g de la parte
invertida está expuesto a restricciones debido a los problemas en
términos de técnicas de producción en la forma de la aparición de
deformación térmica.
Por lo tanto, se desea una forma para la parte
invertida 52 que asegure un ancho g de la parte invertida capaz de
reducir los niveles de ruido mientras que también aumente la
resistencia a la aparición de deformación térmica durante el
moldeo.
La figura 7 muestra una variación de la parte
invertida 52 en la cual se dispone una parte cóncava 56 que tiene
una sección de corte rectangular sobre la primera parte plana 53. En
el caso de esta variación, puede evitarse la deformación de la
parte de paredes finas de la parte invertida 52 mientras que se
mantiene el ancho g de la parte invertida. Así, ya que puede
evitarse la aparición de la tensión provocada por la deformación
térmica debido al moldeo del plástico, pueden minimizarse las
restricciones en términos de técnicas de producción, haciendo así
posible aumentar el grado de libertad del ancho g de la parte
invertida. Además, en el ejemplo mostrado en el dibujo, aunque la
parte cóncava 56 tiene una sección de corte rectangular, la forma de
la parte cóncava 56 no está limitada a ésta, sino que al contrario
también son efectivas otras variaciones, incluyendo la formación de
una superficie 56a dentro de la superficie cóncava curvada.
Después, se definen la longitud e de la
trayectoria de admisión auxiliar y el ángulo \gamma de la pared
trasera 50 del flujo de entrada del aire de la forma que se explica
a continuación en una tercera realización del sistema de soplado de
aire del ventilador anteriormente descrito.
\newpage
La longitud e de la trayectoria de admisión
auxiliar es la distancia KN desde el origen K hasta el punto N de
inicio de la superficie de la pared, mientras el ángulo \gamma del
diafragma de admisión es el ángulo desde la línea CK que conecta el
centro C del ventilador y el origen K con la línea KN que define la
longitud e de la trayectoria de admisión auxiliar. Aquí, si el
diámetro del ventilador del ventilador 14 se toma para que sea D,
entonces la proporción de la longitud e de la trayectoria de
admisión auxiliar dispuesta en el lado corriente arriba de la
entrada del conducto para el aire dentro de la carcasa hasta con
respecto al diámetro D (e/D) se fija de manera que esté dentro de
la banda 0,25 \leq D \leq 0,3. Aun más, el ángulo \gamma del
diafragma de admisión se fija de manera que esté dentro de la banda
80 grados \leq \gamma \leq 90 grados.
La figura 5 muestra los resultados de medir
respectivamente los niveles de ruido para la misma cantidad de aire
cambiando de forma adecuada el ángulo \gamma antes mencionado.
Basándose en los resultados de estas mediciones,
el nivel de ruido es el más bajo cuando e/D es aproximadamente
0,275 y cuando la longitud 3 de la trayectoria de admisión auxiliar
aumenta o disminuye desde el valor que se corresponde con su mínimo
nivel de ruido, en ambos casos se determino el aumento del nivel de
ruido. Por lo tanto, de forma similar al ancho f del diafragma de
admisión anteriormente descrito, la banda sobre la cual \DeltadB
aumenta 1 dB (A) a partir de e/D para la que el menor nivel de ruido
basándose en la misma cantidad de aire se consideró que era la
banda de diseño apropiada del ancho f del diafragma de admisión, y
de acuerdo con los resultados mostrados en la figura 5, la banda de
e/D se definió como 0,25 \leq e/D \leq0,3.
La figura 6 muestra los resultados de los
niveles de ruido respectivamente medidos basándose en la misma
cantidad de aire cambiando de forma adecuada el antes mencionado
ángulo \gamma.
De acuerdo con los resultados de esta medición,
el caso de fijar el ángulo \gamma en aproximadamente 85 grados
dio como resultado los niveles de ruido más bajos y se determinaron
los niveles de ruido para demostrar una tendencia al incremento
cuando el ángulo \gamma aumentó o disminuyó a partir de este
valor. Por lo tanto, de la misma forma que el ancho f del diafragma
de admisión antes mencionado, la banda sobre la cual \DeltadB
aumenta 1 dB (A) a partir del ángulo \gamma del diafragma de
admisión en el cual el nivel de ruido fue el más bajo para la misma
cantidad de aire se consideró que era la banda de diseño apropiada
para el ángulo \gamma del diafragma de admisión y de acuerdo con
los resultados mostrados en la figura 6, la banda de \gamma se
definió que era 80 grados \leq \gamma \leq 90 grados.
De esta manera, si la forma de la pared trasera
50 del flujo de entrada del aire en el sistema de soplado de aire
del ventilador se diseña usando como índices las estipulaciones
puestas de manifiesto en las realizaciones primera, segunda y
tercera antes mencionadas, el rendimiento aerodinámico en términos
de cantidad de aire y nivel de ruido pueden mejorarse fácilmente.
Además, ya que los valores estipulados en cada realización se
determinan de manera que estén contenidos dentro de la banda sobre
la cual el nivel de ruido basándose en la misma cantidad de aire es
1 dB (A) más alto que el nivel de ruido mínimo, puede fijarse
fácilmente la forma de un conducto que tenga un bajo nivel de ruido
utilizando una forma para el conducto del aire que esté dentro de
los valores antes definidos.
Además, aunque cada una de las anteriores
realizaciones permite la obtención de la acción y efecto de mejorar
el rendimiento aerodinámico incluso si cada una se utiliza por sí
sola, si cada realización se utiliza de forma adecuada en
combinación, nominalmente usando una combinación adecuada de al
menos dos de las anteriores realizaciones, también puede promoverse
adicionalmente una reducción en los niveles de ruido de la pared
trasera 50 del flujo de entrada del aire y del sistema de soplado
de aire del ventilador para la misma cantidad de aire debido a los
efectos sinergísticos mutuos.
A saber, la unidad interior 10, que esté
equipada con una pared trasera 50 de flujo de entrada de aire que
tenga una forma diseñada usando las estipulaciones antes
mencionadas, tiene un rendimiento aerodinámico superior con
respecto a los bajos niveles de ruido del sistema de soplado de aire
del ventilador y similares, y es capaz de mejorar el atractivo de
un acondicionador de aire que tenga esto como elemento
constituyente.
Claims (4)
1. Una unidad interior (10) para un
acondicionador de aire, que comprende:
un ventilador tangencial (14) para succionar el
aire interior desde un puerto (12b) de admisión y expulsar ese aire
desde una salida (12c) de soplador, teniendo dicho ventilador
tangencial (14) un diámetro "D";
una carcasa (11) que aloja un conducto (40) para
el aire definido entre una superficie periférica exterior (14a) de
dicho ventilador tangencial (14) y una superficie (41) de pared de
conducto de aire para guiar el aire hacia la salida (12c) del
soplador, dicho conducto (40) para el aire tiene una entrada (42) de
conducto de aire y comprende una superficie de pared corriente
arriba de dicha entrada (42) de conducto de aire definiendo una
trayectoria (51) de admisión auxiliar;
un intercambiador (13) de calor interior que
está adaptado para realizar el intercambio de calor entre el aire
interior y un refrigerante suministrado desde una unidad exterior
(20); y
un controlador de unidad interior compuesto de
diferentes elementos de circuitos eléctricos;
que se caracteriza porque
dicha superficie de pared que define dicha
trayectoria (51) de admisión auxiliar forma una parte cóncava que
continúa desde un origen (K) de la superficie (41) de la pared del
conducto de aire hasta un punto (N) de inicio de la superficie de
la pared y tiene un profundidad "f" desde una línea que conecta
el origen (K) y el punto (N) de inicio de la superficie de la pared
hasta la zona más profunda de la parte cóncava, donde se satisface
la siguiente condición:
0,002 \leq f/D \leq 0,003.
2. La unidad interior de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la distancia "e" desde dicho origen
(K) hasta el mencionado punto (N) de inicio de la superficie de la
pared y un ángulo "\gamma" definido entre una línea que
conecta un centro (C) de dicho ventilador tangencial (14) y dicho
origen (K) y dicha línea que conecta el origen (K) y el punto (N)
de inicio de la superficie de la pared satisface las siguientes
condiciones:
0,25 \leq e/D \leq 0,3 y
80 grados \leq \gamma \leq 90 grados.
3. La unidad interior de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, en la que se dispone una parte invertida (52)
sobre un extremo corriente arriba de dicha trayectoria (51) de
admisión auxiliar para invertir el flujo del aire entrante de forma
que guíe el flujo hacia dicho conducto (40) para el aire, teniendo
dicha parte invertida (52) un ancho "g" desde el punto (N) de
indicio de la superficie de la pared hasta un punto (Q) de inicio de
la parte invertida que satisface la siguiente condición:
0,06 \leq g/D.
4. Un acondicionador de aire que comprende:
una unidad exterior (20) provista de un
intercambiador (20b) de calor exterior;
un compresor (20f) que está adaptado para
suministrar un refrigerante gaseoso a alta presión, alta temperatura
al intercambiador (20b) de calor;
un controlador (15, 30) compuesto de diferentes
elementos de circuitos eléctricos, y
una unidad interior (10) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
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