ES2331674B1 - Sistema de climatiacion modular. - Google Patents
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Classifications
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Abstract
Sistema de climatización modular, para
acondicionar el aire en recintos, en el que elementos del sistema
de climatización están situados en su mayoría en la zona
correspondiente al techo del recinto, que comprende una estructura portante dispuesta en la zona de techo del recinto y un sistema absorbedor de calor capacitado para captar o ceder calor del interior acondicionado y está soportado por la estructura portante dispuesta por encima del sistema absorbedor, estando dicho sistema absorbedor formado por una estructura modular de material metálico suspendida que comprende una pluralidad de lamas y perfiles unidos entre sí, que están dispuestos horizontalmente y paralelas con respecto al techo formando una superficie emisora y/o absorbedora de calor, y un circuito hidráulico por el que circula un fluido térmico que transcurre por el interior de las lamas en una configuración de doble serpentín, cuyo circuito hidráulico está orientado de cara al interior del recinto.
correspondiente al techo del recinto, que comprende una estructura portante dispuesta en la zona de techo del recinto y un sistema absorbedor de calor capacitado para captar o ceder calor del interior acondicionado y está soportado por la estructura portante dispuesta por encima del sistema absorbedor, estando dicho sistema absorbedor formado por una estructura modular de material metálico suspendida que comprende una pluralidad de lamas y perfiles unidos entre sí, que están dispuestos horizontalmente y paralelas con respecto al techo formando una superficie emisora y/o absorbedora de calor, y un circuito hidráulico por el que circula un fluido térmico que transcurre por el interior de las lamas en una configuración de doble serpentín, cuyo circuito hidráulico está orientado de cara al interior del recinto.
Description
Sistema de climatización modular.
La presente solicitud de Patente de Invención
tiene por objeto el registro de un sistema de climatización modular
que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a otros
sistemas convencionales.
Más concretamente, la invención hace referencia
a un sistema de climatización modular que permite el
acondicionamiento térmico (calor o frío), en particular para
recintos, basado en el uso de la tecnología conocido por aquellos
expertos en la materia como Tecnología de emisores de techo.
El acondicionamiento térmico de espacios
destinados a la residencia o desarrollo de actividades humanas,
tales como comercio, educación, etc., requieren el cumplimiento de
una serie de condiciones que garanticen el bienestar de las
personas, un ahorro energético y un coste económico razonable para
el fin al que se destina.
En el análisis de estos factores tenemos que el
bienestar de las personas es definido por la Organización mundial
de la Salud como "un estado de bienestar físico, mental, social y
moral completo y no solo como la ausencia de enfermedad o
dolencia"; dentro de un espacio acondicionado se debe a factores
como la iluminación, el nivel de ruido, la actividad física de las
personas así como su vestimenta y cuatro factores ambientales que
son los siguientes:
- -
- Temperatura operativa del aire ambiente;
- -
- Temperatura radiante media;
- -
- Velocidad del aire ambiente; y
- -
- Humedad relativa del aire.
El sistema de climatización elegido es
determinante en los factores ambientales, nivel de ruido, ahorro y
eficiencia energética del proceso.
Para analizar la influencia de los sistemas de
climatización sobre estos factores, en primer lugar analizaremos la
composición de los sistemas de climatización de forma genérica y
posteriormente la diferencia entre los sistemas de emisores
tradicionales y los sistemas basados en la tecnología de techo. Los
sistemas de climatización tienen esencialmente tres partes
claramente diferenciadas: Generadores, sistema de control y
emisores.
El sistema de control realiza la función de
mantener los parámetros de proceso dentro de las variables
asignadas previamente por el operador, coordinando el
funcionamiento de los diferentes elementos del proceso.
Con respecto a los generadores, éstos son los
encargados de la producción de energía y en nuestro caso tenemos
que considerar a efectos energéticos que los que se utilizan
mayoritariamente se basan en el ciclo de compresión de vapor y por
lo tanto, su eficiencia energética depende de la temperatura del
agua de salida.
La eficiencia energética o coeficiente de
eficiencia energética se define como la relación existente entre la
energía producida y la consumida a tal efecto.
Por último, los emisores son los encargados de
extraer o ceder energía térmica al ambiente acondicionado por
conducción, convección o radiación, clasificándose en:
- -
- Climatizadores y red de conductos, "fan-coil", donde predomina la aportación o eliminación de calor por convección forzada del aire ambiente;
- -
- Radiadores, suelo radiante o bien de Techo por convección y radiación.
El sistema de techo presenta como tecnología la
ventaja de no necesitar mover el aire en el ambiente acondicionado,
lo que implica que la velocidad de aire interior en contacto con
los usuarios sea menor de 0,25 m/s beneficiando el confort ambiental
y por tanto supone una mejora con relación a los sistemas de
convección forzada como Fan-coil o climatizadores y
red de conductos.
Otra ventaja destacable, es la gran superficie
de emisión absorción, efecto que permite una máxima uniformidad de
temperatura en el espacio acondicionado. Desde el punto de vista
higiénico-sanitario, evita la acumulación de
partículas y bacterias inevitables en los sistemas de inducción.
También cabe mencionar el bajo nivel sonoro, al no requerir motores
para el movimiento de aire de forma continuada y los utilizados en
la deshumidificación son del orden de un 30% de la potencia
necesaria con el resto de sistemas de convección forzada.
Además, no ocupa espacios facilitando por ello
la decoración y utilidad de los ambientes a climatizar. El operar
con temperaturas de agua superiores a otros sistemas en
refrigeración, permite obtener una mayor eficiencia energética de
los generadores.
No obstante, como tecnología presenta una serie
de desventajas que se citan a continuación:
- -
- Riesgo de condensaciones por la humedad ambiente en los emisores de techo;
- -
- Limitación de la capacidad de refrigeración al aumentar la humedad relativa del aire ambiente;
- -
- Riesgos de avería por el número de conexiones dentro del espacio acondicionado;
- -
- Limitada adaptación a las distintas configuraciones de obra debido al carácter compacto de los sistemas que actualmente hay en el mercado en forma de bandejas o bandas de tubos electrosoldados;
- -
- Coste elevado de adquisición; y
- -
- Dificultad de reparación en el caso de avería.
La presente invención se ha desarrollado con el
fin de proporcionar un sistema de climatización que resuelva los
inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras
ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción
que se acompaña a continuación.
Es objeto de la invención proporcionar un
sistema de climatización modular, en particular para acondicionar
el aire en recintos, que se caracteriza por el hecho de que
comprende una estructura portante dispuesta en el techo del recinto;
un sistema absorbedor de calor que está capacitado para la
captación o cesión de calor del interior acondicionado soportado
por la estructura portante que está por encima del sistema
absorbedor, en el que dicho sistema absorbedor está formado por una
estructura modular suspendida de material metálico que comprende
una pluralidad de lamas y perfiles unidos entre sí, que están
dispuestos horizontalmente y de forma paralela con respecto al
techo formando una superficie emisora y/o absorvedora de calor, y al
menos un circuito hidráulico por el que circula un fluido térmico
procedente de un punto de suministro que transcurre por el interior
de las lamas en una configuración de doble serpentín, cuyo circuito
hidráulico está orientado de cara al interior del recinto.
Opcionalmente, incluye un sistema de control de humedad para regular
la humedad del aire ambiente, evitando con ello las condensaciones
en el sistema de emisores de techo.
La citada estructura portante está esencialmente
constituida por una pluralidad de perfiles sostenidos en el techo a
través de varillas roscadas dispuestas verticalmente.
El sistema de climatización de la invención
incluye un elemento para el tratamiento de calor solar que está
capacitado para recoger el calor de origen solar procedente del
exterior por las superficies acristaladas que se acumula entre estas
superficies y las cortinas del interior del recinto de tal manera
que reduce el consumo energético del sistema. Más concretamente,
este elemento tiene la capacidad para recoger el calor que se
acumula en las instalaciones entre las ventanas y que lo expulsa al
exterior cuando el sistema funciona a modo de refrigeración (aire
acondicionado) o bien lo recircula al interior cuando el sistema
funciona a modo de calefacción, y el contenido energético es
favorable.
Según otro aspecto de la invención, el sistema
absorbedor tiene lamas principales en la que se acopla la/s
tubería/s y lamas secundarias intercaladas entre las lamas
principales.
Las lamas principales están preferentemente
formadas por un cuerpo laminar que presenta una hendidura alargada
pasante (situada preferentemente en la parte central) en la cual se
dispone el circuito hidráulico y del que sobresalen unos tramos
salientes para la sujeción de las lamas, habiéndose provisto en los
extremos laterales medios de sujeción a otra lama y una tapa
inferior desmontable que permite la fijación de la tubería en el
interior de la lama. Las lamas tienen la misión de incrementar la
superficie de captación o emisión de calor del circuito hidráulico y
por ello incrementando la eficiencia del sistema.
La estructura portante y el sistema absorbedor
tienen una doble función: una primera función térmica al ceder o
extraer el calor del espacio acondicionado y una segunda
estructural como techo visto o de soporte para otros acabados.
Según otra característica de la invención, en el
interior de la hendidura alargada está alojada una junta de
dilatación, estando dicha junta dispuesta entre la tapa y el
circuito hidráulico.
El circuito hidráulico es de material plástico,
más concretamente polipropileno, que tiene la ventaja de que actúa
de barrera a la difusión de oxígeno incrementando por ello la vida
de la instalación del sistema de la invención; una alta resistencia
a la erosión permitiendo velocidades; no se oxidan ni se deterioran
por contacto con morteros, hormigones, aditivos para morteros, yeso
ni en cualquier otro elemento constructivo; las fuerzas de
expansión son pequeñas, no existiendo riesgo de fisuras en la losa
de mortero de cemento; bajo coeficiente de fricción (rugosidad
efectiva de 0,0005 mm.) así como una baja caída de presión; peso
reducido, flexibilidad y facilidad de instalación sin
herramientas.
El sistema de climatización de la invención
descrito anteriormente tiene las siguientes ventajas con respecto a
la técnica conocida:
- -
- Facilidad de adaptación a cualquier espacio acondicionado al tratarse de un sistema modular de pequeña superficie;
- -
- Reducción de las probabilidades de fallo y averías;
- -
- Flexibilidad de acabado en el techo, permitiendo así múltiples acabados;
- -
- Maximizar la potencia disponible en el ambiente acondicionado;
- -
- Maximización en el ahorro energético, aspecto a tener muy en cuenta actualmente;
- -
- Facilidad de montaje y desmontaje permitiendo montar el conducto desde el suelo; y
- -
- Bajo coste de instalación y montaje.
Se puede definir el sistema de climatización de
la invención como un conjunto modular que permite adaptarse a
cualquier espacio acondicionado mejorando el confort y ahorro
energético. Al ser dicho sistema modular permite un desmontaje total
o parcial de la estructura que lo comprende sin tener que realizar
labores destructivas de material en comparación con los sistemas de
bandas de tubería empotrados en el interior de las paredes o techos
de obra.
Otras características y ventajas del sistema de
climatización objeto de la presente invención resultarán evidentes
a partir de la descripción de una realización preferida, pero no
exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los
dibujos que se acompañan, en los cuales:
Figura 1.- Muestra una vista esquemática del
sistema de climatización de acuerdo con la presente invención;
Figura 2.- Muestra una vista en planta y en
alzado lateral de una lama principal perteneciente al sistema
absorbedor;
Figura 3.- Muestra una vista en alzado lateral
de la lama anterior que incorpora la tubería del circuito
hidráulico del sistema de extracción de calor;
Figura 4.- Muestra una vista en perspectiva de
detalle de un tramo de la instalación que constituye el sistema de
refrigeración de la invención en la que se ha omitido el circuito
hidráulico; y
Figura 5.- Muestra una vista en alzado lateral
de una lama secundaria.
Tal como se muestra en las figuras, una
realización de un sistema de climatización de la invención
destinado a la refrigeración de una sala o recinto está
constituido, en general por una estructura portante dispuesta en el
techo del recinto cerrado que incluye una pluralidad de perfiles
(1) colocados en horizontal y sostenidos en el techo a través de
unas varillas roscadas (2) perpendiculares.
El sistema de climatización aquí descrito
dispone de un sistema absorbedor de calor que está capacitado para
la captación o cesión de calor del interior acondicionado soportado
por la estructura portante anteriormente descrita, en el que dicho
sistema absorbedor está constituido por una estructura modular
referenciada de forma general (3) que comprende una pluralidad de
lamas (4, 5) y perfiles unidos (6) entre sí mediante una unión
machihembrada por sus respectivos extremos, que están dispuestos
horizontalmente y de forma paralela con respecto al techo formando
una superficie emisora de calor, por donde se sitúa el circuito
hidráulico de tubería formando circuitos sin empalmes intermedios.
Los circuitos hidráulicos (7, 8) están hechos de material plástico,
en particular polipropileno, por los cuales circula un fluido
térmico de los comúnmente utilizados en instalaciones de
climatización que transcurre a través de las lamas (4) en una
configuración de doble serpentín (véase más claramente en la figura
1) que está orientado de cara al interior del recinto, es decir, el
tramo abierto de la hendidura queda orientado de cara al interior
del recinto.
Además, el sistema también incluye un sistema de
control de humedad, referenciado en su totalidad con (9), que
permite regular la humedad del aire ambiente. En una realización
dicho sistema de control (9) está formado por una batería de cobre,
un ventilador de baja velocidad y bandeja de condensado de agua
extraída del aire ambiente. La batería está hidráulicamente
conectada en serie con el sistema de techo y a la entrada de agua
al sistema tal que permite tener las temperaturas de agua más bajas
de toda la instalación, eliminado el excedente de agua del aire y
así evitando la condensación en el resto de la instalación del
sistema de climatización.
Adicionalmente, también se incluye un elemento
para el tratamiento de calor solar que está capacitado para recoger
el calor de origen solar procedente del interior del recinto
mediante el uso de un extractor de calor solar (10).
Como puede verse con mayor detalle en la figura
2, las lamas principales (4) están formadas por un cuerpo laminar
(4a) que presenta una hendidura alargada pasante (4b) que tiene
tramos salientes (4c) para la sujeción, habiéndose provisto en los
extremos laterales medios de sujeción (4d) a otra lama y una tapa
inferior (12) desmontable que envuelve la abertura de dicha
hendidura (4b) a lo largo de todo su recorrido y soporta una junta
de dilatación (13) elástica alojada en el interior de la hendidura
alargada (4b) capacitada para absorber las dilatación del material,
siendo la tapa (12) desmontable desde la parte inferior por lo que
facilita el acceso al operario de los circuitos hidráulicos (7, 8)
para su manipulación o mantenimiento. Como puede verse en la figura
3, la tapa inferior (12) tiene unas prolongaciones ascendentes que
actúan de medios de sujeción.
Por otro lado, la lama secundaria (5) se
diferencia básicamente de la lama principal (4) al no tener la
hendidura alargada (4b) para contener el conducto (7, 8) y tener
una altura en la parte central mínima que permite curvar el conducto
(7, 8) por encima de ésta, tal como se muestra a partir de la
figura 5.
Las lamas (4) se unen a los perfiles (1) de la
estructura portante a través de unas grapas de sujeción (11) sin
elementos de tornillería en la zona correspondiente a los tramos
salientes (4c), tal como puede verse en la figura 4, de modo que su
montaje no requiere el uso de herramientas especializadas. La grapa
(11) tiene en su parte superior medios de guía que se acoplan al
perfil (1) permitiendo posicionar dicha grapa (11) en la posición
más adecuada. Esta grapa realiza una doble función, una de elemento
de soporte y otra de aislamiento térmico entre la estructura de
soporte y el sistema absorbedor.
Por debajo de la estructura portante y el
sistema absorbedor puede proporcionarse una superficie de
recubrimiento a modo de un falso techo (14) para cubrir el conjunto
de la instalación quedando así perfectamente oculta. Esta
configuración modular permite un desmontaje total o parcial con gran
facilidad y sin la necesidad de realizar labores destructivas de
material, en comparación con los sistemas de bandas de tubería
empotradas en la obra.
Obviamente, el sistema de climatización aquí
descrito puede estar controlado por medios de control a distancia
que pueden ser regulados por el usuario según su necesidad, no
describiéndose con mayor detalle este aspecto al tratarse de medios
de control bien conocidos por aquellos expertos en la materia.
Los detalles, las formas, las dimensiones y
demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la
fabricación del sistema de climatización de la invención podrán ser
convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente
equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni
del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a
continuación.
Claims (10)
1. Sistema de climatización modular, en
particular para acondicionar el aire en recintos, en el que
elementos del sistema de climatización están situados en su mayoría
en la zona correspondiente al techo del recinto,
caracterizado por el hecho de que comprende:
- -
- una estructura portante dispuesta en la zona de techo del recinto; y
- -
- un sistema absorbedor de calor que está capacitado para la captación o cesión de calor del interior acondicionado y está soportado por la estructura portante que se dispone por encima del sistema absorbedor, en el que dicho sistema absorbedor está formado por una estructura modular de material metálico suspendida que comprende una pluralidad de lamas (4, 5) y perfiles unidos entre sí, que están dispuestos horizontalmente y de forma paralela con respecto al techo formando una superficie emisora y/o absorvedora de calor, y al menos un circuito hidráulico (7, 8) por el que circula un fluido térmico procedente de un punto de suministro que transcurre por el interior de las lamas (4) en una configuración de doble serpentín, cuyo circuito hidráulico (7, 8) está orientado de cara al interior del recinto.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema de climatización modular según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la
estructura portante está constituida por una pluralidad de perfiles
(1) sostenidos en el techo a través de varillas roscadas (2),
estando dicho perfiles (1) dispuestos de forma horizontal.
3. Sistema de climatización modular según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que incluye
un elemento para el tratamiento de calor solar que está capacitado
para recoger el calor de origen solar procedente del interior del
recinto.
4. Sistema de climatización modular según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el
sistema absorbedor tiene lamas principales (4) en la que se acopla
la tubería del circuito hidráulico (7, 8) y lamas secundarias (5)
intercaladas entre las lamas principales (4).
5. Sistema de climatización modular según la
reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que las
lamas principales (4) están formadas por un cuerpo laminar metálico
(4a) que presenta una hendidura alargada (4b) pasante en la cual se
dispone el circuito hidráulico (7, 8) y del que sobresalen unos
tramos salientes para la sujeción de las lamas, habiéndose provisto
en los extremos laterales medios de sujeción a otra lama y una tapa
inferior (12) desmontable que envuelve dicha hendidura a lo largo de
todo su recorrido.
6. Sistema de climatización modular según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el
circuito hidráulico (7, 8) es de material plástico, más
concretamente polipropileno.
7. Sistema de climatización modular según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de que
las lamas (4, 5) se unen a los perfiles (1) de la estructura
portante a través de grapas de sujeción (11) sin elementos de
tornillería.
8. Sistema de climatización modular según la
reivindicación 7, caracterizado por el hecho de dichas
grapas de sujeción (11) tienen en la parte superior medios de guía
para su posicionamiento en el perfil (1).
9. Sistema de climatización modular según la
reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que incluye
un sistema de control de humedad (9) para regular la humedad del
aire ambiente.
10. Sistema de climatización modular según la
reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que en el
interior de la hendidura alargada (4b) está alojada una junta de
dilatación (13), estando dicha junta de dilatación (13) dispuesta
entre la tapa (12) y el circuito hidráulico (7, 8).
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| ES200700638A ES2331674B1 (es) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Sistema de climatiacion modular. |
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|---|---|---|---|
| ES200700638A ES2331674B1 (es) | 2007-03-12 | 2007-03-12 | Sistema de climatiacion modular. |
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