ES2372394T3

ES2372394T3 - Dispositivo para intercambio de humedad entre flujos de gases.

Info

Publication number: ES2372394T3
Application number: ES04775502T
Authority: ES
Inventors: Johan Siverklev
Original assignee: Air to Air Sweden AB
Current assignee: Air to Air Sweden AB
Priority date: 2003-10-03
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2024-10-01
Also published as: US7604689B2; CA2540674C; US20070084591A1; AU2004277574A1; AU2004277574B2; CA2540674A1; NO20061964L; CN1871479A; ATE521859T1; EP1682827B1; EP1682827A1; WO2005033590A1; JP2007507344A; JP4869933B2; CN100467962C; NO334560B1; SE0302637D0

Abstract

Un dispositivo para intercambio de humedad, entre al menos dos flujos de gas (A, B) a contracorriente, que comprende una cámara (1, 101) generalmente cerrada que tiene una entrada (7, 107) y una salida (8, 108) para un primer flujo de gas (B), de tal modo que el primer flujo de gas circula en un primer sentido desde la entrada a la salida dentro de la cámara; y al menos un conducto (2, 102), que se extiende dentro de la cámara, generalmente en paralelo con el primer sentido, cuyo conducto (2, 102) está dispuesto para conducir un segundo flujo de gas (A) en sentido opuesto al primer sentido y cuyo conducto (2, 102) comprende un material de pared de conducto con elevada permeabilidad al agua, caracterizado por un espacio de entrada para el flujo de gas (B), cuyo espacio de entrada está dispuesto en la cámara central (1, 101), entre la entrada (7, 107) y un primer miembro (9a, 109a) de soporte y distribución de flujo, estando dispuestos dicho (9a, 109a) primer miembro de soporte y distribución de flujo y un segundo miembro (9c, 109c) de soporte y distribución de flujo dentro de la cámara (1, 101) entre la abertura de entrada (7, 107 ) y la abertura de salida (8, 108), teniendo dicho primer miembro (9a, 109a) de soporte y distribución de flujo una extensión en un plano que no es paralela al primer sentido, de tal modo que se extiende sobre el área esencialmente completa de dicho plano dentro de la cámara, cuyo primer miembro (9a, 109a) de soporte y distribución de flujo comprende al menos una abertura (10, 110) de conductor a través de la cual al menos un conducto (2, 102) se extiende y un conjunto (11a, 11c, 111) de aberturas de distribución de flujo, y por medios para una distribución uniforme del gas dentro del espacio de entrada para proporcionar una circulación de un primer flujo de gas (B) paralela y uniforme generalmente dentro de la cámara entre dicho primer y segundo miembros de soporte y distribución de flujo.

Description

Dispositivo para intercambio de humedad entre flujos de gases

Campo del invento

El presente invento se refiere a un dispositivo para intercambio de humedad, entre al menos dos flujos de gas a contracorriente, que comprende una camara generalmente cerrada que tiene una entrada y una salida para un primer flujo de gas, de tal modo que el primer flujo de gas circula en un primer sentido desde la entrada a la salida dentro de la camara; y al menos un conducto, que se extiende dentro de la camara, generalmente en paralelo con respecto al primer sentido, cuyo conducto esta dispuesto para conducir un segundo flujo de gas en sentido opuesto al primer sentido y cuyo conducto comprende un material de pared de conducto con elevada permeabilidad al agua.

El dispositivo es particularmente util para intercambiar humedad desde un primer flujo de aire a un segundo flujo de aire, con el fin de desecar el primer flujo de aire. El dispositivo puede encontrar distintas aplicaciones diferentes, por ejemplo, en los campos de acondicionamiento de aire estacionario y m6vil, refrigeraci6n e intercambio de calor.

Tecnica anterior

Tales dispositivos son usados por ejemplo para desecar el aire entrante a un edificio, cuyo aire entrante ha de ser alimentado a una unidad de refrigeraci6n para enfriar el aire entrante. El documento US 6.178.966 describe un dispositivo, entre otras cosas para intercambiar humedad entre un flujo de aire de entrada y un flujo de aire de evacuaci6n

o salida en un edificio. Este dispositivo de la tecnica anterior comprende, de acuerdo con una realizaci6n, una camara generalmente rectangular en la que hay dispuestos varios conductos paralelos al eje longitudinal de la camara. Las paredes del conducto estan hechas de un material permeable al vapor de agua. Un primer flujo de aire es alimentado a traves de los conductos y un segundo flujo de aire es alimentado a traves de la camara fuera de los conductos, de modo que los dos flujos de aire circulan a contracorriente dentro de la camara. Durante este flujo a contracorriente, la humedad procedente de un flujo de aire penetra a traves del material permeable al vapor de agua al otro flujo de aire, conservando mientras tanto el aire en los dos flujos separados entre si. Esto permite desecar uno de los flujos de aire mientras se humedece el otro.

Incluso aunque este dispositivo conocido permite el intercambio de humedad entre dos flujos de aire, exhibe algunos problemas relativos a la eficiencia del intercambio ya que la tasa de intercambio de humedad esta limitada. Esta limitaci6n en la tasa de intercambio de humedad esta en una gran medida causada por las caracteristicas de flujos desfavorables de los dos flujos de aire.

La eficiencia del intercambio de humedad es de gran importancia sobre todo para la economia en muchas aplicaciones diferentes, especialmente cuando el dispositivo para intercambio de humedad esta combinado con otros dispositivos para el tratamiento de aire, tales como aparatos de refrigeraci6n que incluyen unidades de aire acondicionado y otras unidades de intercambio de calor.

Breve descripcion del invento

El presente invento esta basado en la comprensi6n de que la tasa de intercambio y por ello la eficiencia del dispositivo dependen de las caracteristicas de circulaci6n de los flujos entre los que ha de ser efectuado el intercambio de humedad. Un objeto del presente invento es proporcionar un dispositivo para intercambio de humedad entre al menos dos flujos de gas a contracorriente, que mejora la tasa de intercambio de humedad creando caracteristicas de flujo mas favorables del primer flujo de gas dentro de la camara.

Otro objeto del invento es proporcionar un dispositivo tal con el que el primer flujo dentro de la camara, fuera de los conductos es formado generalmente paralelo y homogeneo sobre la secci6n transversal de la camara.

Estos objetos son conseguidos por un dispositivo de acuerdo con el primer parrafo de esta descripci6n, cuyo dispositivo exhibe las caracteristicas tecnicas especiales que se han descrito en la parte de caracterizaci6n de la reivindicaci6n 1.

El espacio de entrada, que esta delimitado por el primer miembro de soporte y distribuci6n de flujo forma un plenum de entrada para el primer flujo de gas. Los medios para la distribuci6n uniforme del gas dentro del espacio de entrada impiden que el flujo de gas pase solamente a la distancia mas corta entre la entrada y la salida de la camara. En vez de ello el aire en el espacio de entrada es uniformemente distribuido sobre las aberturas de flujo en el miembro de soporte y distribuci6n de flujo por lo que se crea un flujo de gas generalmente uniforme y paralelo en la camara entre un primer y un segundo miembros de soporte y distribuci6n de flujo, fuera de los conductos. Esto a su vez contribuye a mejorar la tasa de intercambio distribuyendo el primer flujo de gas uniformemente sobre toda la longitud de los conductos dentro de la camara.

Los medios para la distribuci6n uniforme del gas dentro del espacio de entrada pueden comprender el primer miembro de soporte y distribuci6n de flujo, por lo que el tamafo acumulado por area de las aberturas de flujo varia sobre el area del miembro de soporte y distribuci6n de flujo de tal modo que la resistencia a fluir a traves del miembro de soporte y distribuci6n de flujo disminuye con la distancia desde la abertura de entrada. Esto puede ser conseguido variando los tamafos de las aberturas de flujo o el numero de aberturas por area. Los medios para la distribuci6n uniforme de gas dentro del espacio de entrada pueden tambien comprender una forma estrechada de las partes de extremidad de los conductos, cuyas partes de extremidad se extienden a traves del espacio de entrada.

Otros objetos y ventajas del invento apareceran a partir de las reivindicaciones de pendientes.

Descripcion de realizaciones del invento

A continuaci6n se describiran realizaciones del invento a titulo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, figs. 1-10, en los que:

La fig. 1 es un dibujo esquematico en perspectiva compartes rotas de una primera realizaci6n del dispositivo de acuerdo con el invento.

La fig. 2 es una alzado lateral esquematico cortado a traves de un plano longitudinal vertical de un dispositivo de acuerdo con una segunda realizaci6n.

La fig. 3 es un dibujo esquematico en perspectiva del interior de un dispositivo de acuerdo con una tercera realizaci6n del invento.

La fig. 4 es un dibujo de acuerdo con la fig. 3 de una cuarta realizaci6n del invento.

La fig. 5 es un dibujo de modelo generado por ordenador de un dispositivo de acuerdo con el invento.

La fig. 6 es un dibujo esquematico en perspectiva de otra realizaci6n del dispositivo de acuerdo con el invento.

La fig. 7 es un dibujo esquematico en perspectiva de una parte central del dispositivo mostrado en la fig. 6.

Las figs. 8a y 8b son dibujos esquematicos en perspectiva de las partes de extremidad respectivas de la parte central mostrada en la fig. 7.

La fig. 9 muestra la parte de extremidad de la fig. 8b con las paredes laterales retiradas.

La fig. 10 es una vista superior de la parte de extremidad mostrada en la fig. 9.

En las realizaciones descritas los gases entre los que se ha efectuado el intercambio de humedad son aire los dos, pero se ha considerado que el dispositivo de acuerdo con el invento tambien puede ser usado para intercambio de humedad entre otros gases. Las realizaciones de las figs. 1 y 2 difieren solo porque una primera abertura de entrada 5 y una primera abertura de salida 6 para un flujo de aire A estan dispuestas en paredes diferentes del dispositivo. A continuaci6n se ha hecho referencia a las figs. 1 y 2 independientemente de esta diferencia.

El dispositivo de intercambio de humedad mostrado en las figs. 1 y 2 incluye una camara 1 posicionada centralmente, asi como una primera camara lateral 4a y una segunda camara lateral 4b adyacentes, posicionadas en extremos respectivos de la camara central 1. La camara central 1 esta definida por cuatro paredes laterales 1a, 1b, 1c, 1d y dos paredes de extremidad de 3a, 3b que posteriormente tambien constituyen paredes de extremidad correspondientes de la camara lateral respectiva 4a, 4b. Una pluralidad de conductos de fluido 2 se extiende dentro de la camara central 1, en paralelo con las paredes laterales 1a-1d y a traves de las paredes de extremidad 3a, 3b. Los conductos 2 de fluido estan hechos de un material de membrana que tiene una elevada permeabilidad a la humedad pero una baja permeabilidad al aire circulante. Una parte de las paredes laterales 1a -1d adyacente a las paredes de extremidad respectivas 3a, 3b puede estar hecha de un material flexible para permitir que las camaras laterales 4a, 4b se muevan en una cierta distancia acercandose y alejandose de la camara central 1.

Unos primeros extremos abiertos 2a de los conductos 2 de fluido estan dispuestos en la primera camara lateral 4a, que constituye un plenum de entrada para un flujo de aire A. Unos segundos extremos abiertos 2b de los conductos 2 de fluido estan dispuestos en la segunda camara lateral 4b, que constituye un plenum de salida para el flujo de aire A. Una primera abertura de entrada 5 para el flujo de aire A esta prevista en una de las paredes laterales de la primera camara lateral 4a y una primera abertura de salida 6 esta dispuesta en un lado de las paredes laterales de la segunda camara lateral 4b. Un trayecto de flujo cerrado para el primer flujo de aire A es asi proporcionado desde la primera abertura 5 de entrada y a traves de la primera camara lateral 4a, de los conductos 2 de fluido y de la segunda camara lateral 4b a la primera abertura de salida 6.

La camara central 1 exhibe una segunda abertura de entrada 7 y una segunda abertura de salida 8 para otro flujo de aire

B. La segunda abertura de entrada 7 esta dispuesta en una pared lateral 1a de la camara central 1, en proximidad a la

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pared de extremidad 3b. La segunda abertura de salida 8 esta dispuesta en proximidad a la parte de extremidad 3a y en otra pared lateral 1b de la camara central, que esta opuesta a la pared lateral 1a. Un trayecto de flujo cerrado para el flujo de aire B, que es a contracorriente con el flujo de aire A, es asi proporcionado desde la segunda abertura de entrada 7, a traves de la camara central 1 a la segunda abertura de salida 8.

Si por ejemplo el aire B de evacuaci6n humedo es suministrado a la camara central 1 a traves de la segunda aberturade entrada 7 y el aire de entrada seco es suministrado a los conductos 2 a traves de la primera abertura de entrada 5 y de la primera pared lateral 4a, los dos flujos de aire A y B fluiran a contracorriente a traves de la camara central 1 sin estar en contacto directo entre ellos. Durante este flujo a contracorriente, la humedad procedente del flujo B sera transmitida desde el flujo B al flujo A mediante difusi6n a traves de las paredes de membrana de los conductos 2.

De acuerdo con la realizaci6n mostrada en la fig. 4, una delegada helice de alambre 2c esta prevista en la pared interior de cada conducto 2 con el fin de optimizar la capacidad del flujo A para absorber humedad. Las helices de alambre contribuyen a inducir un flujo turbulento dentro de los conductos 2. Este flujo turbulento impide la formaci6n de una capa limite de aire estacionaria adyacente a las paredes laterales de los conductos 2. Tal capa limite estacionaria deterioraria de otro modo la absorci6n de la humedad al flujo A. Cada helice de alambre esta formada como un resorte de compresi6n helicoidal preferiblemente plastico. Las helices de alambre contribuyen por ello a conservar los conductos 2 de membrana flexibles longitudinalmente estirados de modo que se impide el atascamiento de los conductos. Mantener los conductos estirados contribuye tambien a conseguir un flujo de aire B uniforme y paralelo dentro de la camara central 1, fuera y alrededor de los conductos 2.

Alternativamente, el aire humedo A es suministrado a los conductos 2 y el aire seco B es suministrado a la camara central. Tambien en tal caso las helices de alambre contribuyen a mejorar el intercambio de humedad desde el flujo A al flujo B. Las helices de alambre inducen un flujo turbulento dentro de los conductos 2, por lo que la formaci6n de una capa limite desecada adyacente a las superficies de la pared interior de los conductos 2 es impedida.

La helice de alambre podria tambien ser omitida. En tal caso podria inducirse una turbulencia al flujo de dentro y/o fuera de los conductos, adyacente a las paredes de los conductos, formando el material de la pared del conducto de modo que la superficie interior y/o exterior respectivamente de los conductos exhiba irregularidades que inducen a la turbulencia. Por ejemplo el material de la pared del conducto podia estar provisto de nervios o salientes o ser irregular de otro modo.

La fig. 3 ilustra medios para crear un flujo de aire B uniforme y paralelo dentro de la camara de acuerdo con una realizaci6n del invento. Como la abertura de entrada 7 y la abertura de salida 8 de la camara central estan dispuestas en paredes laterales opuestas 1a, 1b (figs. 1 y 2) se plantea un problema para conseguir un flujo de aire uniforme y paralelo dentro de la camara central sobre su secci6n transversal completa. Tal flujo de aire uniforme y paralelo es de gran importancia para conseguir un intercambio de humedad efectivo y uniformes sobre la longitud activa completa de todos los conductos 2.

Con el fin de resolver este problema hay dispuesto un numero de miembros de soporte y distribuci6n de flujo 9a, 9b, 9c (vease fig. 3) dentro de la camara central 1, entre la abertura de entrada 7 y la abertura de salida 8. Los miembros no 9a9c estan dispuestos esencialmente paralelos a la secci6n transversal de la camara central y cubren esencialmente el area en secci6n transversal completa. Cada miembro 9a-9c incluye un conjunto de aberturas 10 de conducto a traves de las cuales se extienden los conductos. Las aberturas 10 de conducto soportan los conductos 2 y estan distribuidas sobre el area del miembro respectivo 9a-9c de una manera ilustrada en la fig. 3, de modo que los conductos 2 estan uniformemente distribuidos sobre el area en secci6n transversal de la camara central 1. Esta distribuci6n de las aberturas 10 de los conductos es preferida pero si se desea asi, las aberturas de los conductos y los conductos pueden tambien ser dispuestos en filas y columnas rectas, tal como se ha indicado en la fig. 1.

Cada miembro de soporte y distribuci6n de flujo 9a-9c presenta tambien un conjunto de aberturas de distribuci6n de flujo 11a, 11b, 11c, que se extienden a traves de la profundidad completa de los miembros 9a-9c, en sentido longitudinal de los conductos 2. La totalidad de las aberturas de distribuci6n de flujo 11b en el conjunto de aberturas previstas en el miembro 9a, posicionado centralmente 9b tienen el mismo diametro. Mientras el diametro de las aberturas 11a de distribuci6n de flujo en el conjunto de aberturas previstas en el miembro 9a, posicionadas mas cerca de la abertura de entrada 7, varia sobre la secci6n transversal de la camara central 1. La variaci6n de diametro esta configurada de tal modo que las aberturas 11a' de distribuci6n de flujo posicionadas junto a la pared lateral 1a (figs. 1 y 2) que contiene la abertura de entrada 7 para el flujo de aire B tienen un diametro menor. Los diametros de las aberturas de distribuci6n de flujo aumentan gradualmente sobre la secci6n transversal de la camara central 1, hacia la pared lateral 1b que es opuesta a la parte lateral 1a, de modo que las aberturas de distribuci6n de flujo 11a" que son adyacentes a la pared lateral 1b, tienen un diametro mayor. El miembro de soporte y distribuci6n de flujo 9c, que esta mas cerca de la abertura de salida 8, tiene una configuraci6n de la variaci6n de los diametros de las aberturas de distribuci6n de flujo que es correspondiente pero invertida con respecto a la del miembro 9a. Es decir, en el miembro 9c, las aberturas 11c' de distribuci6n de flujo, posicionada junto a la pared lateral 1b que contiene la abertura de salida 8, tienen un diametro menor, mientras que las aberturas de distribuci6n de flujo 11c'' en la pared lateral opuesta 1a tienen un diametro mayor.

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Los diferentes diametros de las aberturas de distribuci6n de flujo 11a-11c crean una caida de presi6n diferente cuando el flujo de aire B pasa a traves de los miembros de soporte y distribuci6n de flujo 9a-9c. El aire, que es suministrado a traves de la abertura de entrada 7, es por ello forzado para ser uniformemente distribuido en espacio de entrada, que esta formado aguas arriba del miembro de soporte y distribuci6n de flujo 9a, entre este miembro 9a y la pared de extremidad 3b. En el extremo opuesto, que es adyacente a la abertura de salida 8 de la camara central 1 se aplica lo mismo en sentido inverso. Por este medio, se impide que el flujo de aire entre diagonalmente a traves de la camara central 1, desde la abertura de entrada 7 a la abertura de salida 8, tal como seria el caso sin la disposici6n de los miembros de soporte y distribuci6n de flujo 9a-9c especialmente disefados y configurados. Por ello, se crea un flujo de aire B uniforme y paralelo sobre toda la longitud y secci6n transversal de la camara central 1. Esto a su vez contribuye en gran medida a un intercambio de humedad mejorado y mas efectivo entre los dos flujos de aire A y B.

En una realizaci6n alternativa mostrada en la fig. 4, todas las aberturas de distribuci6n de flujo 11a''', 11b''' de los dos miembros 9a, 9c de soporte y distribuci6n de flujo mas extremos estan previstas esencialmente con el mismo diametro. Para crear una resistencia a la presi6n variable sobre el area en secci6n transversal del miembro de soporte y distribuci6n de flujo respectivo, el numero de aberturas por area varia sobre la secci6n transversal del miembro. En el miembro de aguas arriba 9a, el numero de aberturas 11a''' por area aumenta con la distancia de la pared lateral 1a que contiene la abertura de entrada 7. En el miembro de aguas abajo 9c, el numero de aberturas 11c''' por area disminuye con la distancia desde la misma pared lateral 1a.

De acuerdo con una realizaci6n no mostrada las aberturas de distribuci6n de flujo en uno o varios de los miembros de soporte y distribuci6n de flujo estan dispuestas esencialmente con el mismo diametro y esencialmente con el mismo numero de aberturas por area sobre el miembro completo de soporte y distribuci6n de flujo. En tal caso, la uniformidad y paralelismo del flujo B, dentro de la camara central puede ser mejorado disponiendo el volumen total de esa parte de la camara central que esta posicionada aguas arriba de al menos el miembro de soporte y distribuci6n de flujo mas aguas arriba, grande con relaci6n al area de cada abertura. Es decir, el volumen de la camara central entre el miembro de soporte y distribuci6n de flujo de aguas arriba y la parte de extremidad adyacente deberia ser grande en relaci6n al area de cada abertura de distribuci6n de flujo en ese miembro de soporte y distribuci6n de flujo.

En la realizaci6n mostrada en la fig. 4, el miembro 9b de soporte y distribuci6n de flujo dispuesto centralmente esta ademas formado como una rejilla, que proporciona soporte a los conductos al tiempo que presenta una influencia tan pequefa sobre el flujo de aire como sea posible. La rejilla puede ser disefada con diferentes disefos de rejilla entre las aberturas de soporte, con el fin de reducir la resistencia a la circulaci6n al mismo tiempo que se impide la formaci6n de un flujo laminar. La rejilla puede por ejemplo esta dispuesta con soportes en forma de cruz o de diamante entre las aberturas de soporte del conducto.

De acuerdo aun con otra realizaci6n (no mostrada) y con el fin de mejorar adicionalmente el paralelismo del flujo de aire B sobre la longitud de la camara central, el miembro de soporte y distribuci6n de flujo posicionado aguas arriba y aguas abajo en la camara central adyacente a la aberturas de entrada y de salida respectivamente, puede ser formado con una cierta profundidad en el sentido longitudinal de los conductos. Por medio de esto, las aberturas de distribuci6n de flujo estan formadas como cilindros con una cierta longitud, que corresponde a la profundidad del miembro de soporte y distribuci6n. Tal configuraci6n cilindrica de las aberturas de distribuci6n de flujo reduce cualesquiera velocidades de flujo en direcciones no paralelas al sentido axial de las aberturas cilindricas, es decir, no paralelas al sentido longitudinal de los conductos. Por ello, un flujo B con un paralelismo aumentado es creado aguas abajo del miembro de soporte y distribuci6n de flujo, que ademas mejora la efectividad de intercambio de humedad entre los dos flujos de aire A y B.

Las figs. 6-10 muestran otra realizaci6n. El dispositivo de intercambio de humedad mostrado en las figs. 6-10 incluye una camara 101 posicionada centralmente como asi como una primera 104a y una segunda 104b camaras laterales adyacentes, posicionadas en extremos respectivos de la camara central 101. La camara central 101 esta definida por cuatro paredes laterales, habiendose mostrado s6lo las paredes laterales 101 a-c en las figuras, y dos paredes de extremidad 103a, 103b, que posteriormente constituyen tambien paredes de extremidad correspondientes de la camara lateral respectiva 104a, 104b. La pared de extremidad 103b es visible en las figs. 6 y 8-10 pero esta retirada en la fig. 7. Una pluralidad de conductos de fluido 102 se extiende dentro de la camara central 101 en paralelo con las paredes laterales y a traves de las paredes de extremidad 103a, 103b.

Unos primeros extremos abiertos 102a de los conductos de fluido 102 estan dispuestos en la primera camara lateral 104a, que constituye un plenum de entrada para un flujo de aire. Unos segundos extremos abiertos 102b de los conductos de fluido 102 estan dispuestos en la segunda camara lateral 104b que constituye un plenum de salida para el flujo de aire

A. Las paredes de las camaras laterales 104a, 104b estan dispuestas estrechandose coaxialmente hacia fuera desde la camara central 101. Una abertura 105 de entrada circular para el flujo de aire A esta prevista en la parte mas estrecha de la primera camara lateral 104a y una abertura de salida circular 106 esta dispuesta en la parte mas estrecha de la segunda camara lateral 104b. Un trayecto de flujo cerrado para el primer flujo de aire A es asi previsto desde la abertura de entrada 105 a traves de la primera camara lateral 104a, de los conductos de fluido 102 y de la segunda camara lateral 104b a la abertura de salida 106.

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La camara central 101 exhibe una segunda abertura de entrada 107 y una segunda abertura de salida 108 para otro flujo de aire B. La segunda abertura de entrada 107 esta prevista en la pared lateral 101a de la camara central 101, en proximidad a la pared de extremidad 103b. La segunda abertura de salida 108 esta dispuesta en proximidad a la parte de extremidad 103a y en otra pared lateral 101c de la camara central, que es opuesta a la pared lateral 101a. Un trayecto de flujo cerrado para el flujo de aire B, que es a contracorriente de flujo de aire A, es asi proporcionado a partir de la segunda abertura de entrada 107, a traves de la camara central 101 a la segunda abertura de salida 108.

Asi, excepto por la forma de las camaras laterales 104a, 104b, la realizaci6n mostrada en las figs. 6-10 corresponde muy estrechamente a la realizaci6n descrita con referencia a las figs. 1 y 2. Sin embargo, los miembros 109a, 109c de soporte y distribuci6n de flujo de la realizaci6n mostrada en las figs. 6-10 difieren de los descritos anteriormente. En esta realizaci6n el flujo de aire B uniforme y paralelo dentro de la camara central 101 no es creado disponiendo las aberturas de distribuci6n de flujo con un area o numero por area variable, de tal modo que el tamafo acumulado de las aberturas varie sobre el area de los miembros de soporte y distribuci6n de flujo. En vez de ello el flujo de aire B uniforme y paralelo es creado optimizando la forma de las partes de los conductos 102 cuyas partes se extienden a traves de los espacios de entrada y salida entre el miembro 109 a, 109c de soporte y distribuci6n de flujo respectivo y la pared de extremidad 103a, 103b. Como se ha visto mejor en las figs. 8a -b, 9 y 10, las aberturas de soporte 110 estan dispuestas en filas y columnas al tresbolillo y las aberturas 111 de distribuci6n de flujo estan uniformemente distribuidas en un disefo correspondiente entre las aberturas de soporte 110. Todas las aberturas de flujo 111 de ambos miembros 109a, 109c de soporte y distribuci6n de flujo tienen el mismo tamafo, cuyo tamafo es el tamafo maximo que se ajusta entre las aberturas de soporte 110. De este modo la caida de presi6n del flujo de aire B sobre los miembros de soporte y distribuci6n de flujo 109a, 109c es minimizada.

En correspondencia con la realizaci6n mostrada en las figs. 1 y 2 es de gran importancia que el aire del flujo de aire B este uniformemente distribuido en los espacios de entrada y salida entre la pared de extremidad respectiva 103a, 103b y el miembro 109c y 109a de soporte y distribuci6n de flujo, para crear un flujo de aire B paralelo y uniforme dentro de la camara central 101, entre los miembros 109a, 109c de soporte y distribuci6n de flujo. Para conseguir esto las partes de extremidad 102a', 102b' de los conductos 102, cuyas partes de extremidad estan dispuestas en el espacio de entrada y salida estan dispuestas estrechandose en direcci6n axial alejandose del miembro 109a, 109c de soporte y distribuci6n de flujo respectivo. El estrechamiento de las partes de extremidad de conductos 102 a', 102 b' esta asi previsto de modo que la secci6n transversal de los conductos 102 es circular junto a los miembros 109c, 109a de soporte y distribuci6n de flujo y se transforma continuamente a la pared de extremidad respectiva 103b, 103a, donde la secci6n transversal es eliptica. La direcci6n alargada de la secci6n transversal eliptica esta dispuesta perpendicular a la pared lateral 101a, 101c en la que la abertura de entrada 107 y de salida 108 respectivas para el flujo de gas estan previstas. Asi, la direcci6n alargada de la secci6n transversal eliptica, es generalmente paralela a la direcci6n del flujo de aire B cuando este entra y deja los espacios de entrada y salida.

El estrechamiento esta tambien previsto de modo que el area en secci6n transversal de las partes de extremidad de conducto 102a', 102b' se ha mantenido esencialmente constante a toda la longitud de cada parte de extremidad. Esta area en secci6n transversal de cada parte de extremidad 102a', 102b' es ademas esencialmente la misma que el area en secci6n transversal del resto del conducto 102. Mediante esto, no se crea una caida de presi6n indebida para el flujo de aire A dentro de las partes de extremidad de los conductos.

El estrechamiento de las partes de extremidad 102a', 102b' forma un paso recto libre 120 para el aire entre cada columna de conductos 102, en el espacio de entrada y en proximidad a la pared de extremidad 103b, desde la abertura de entrada 107, a todo el camino a la pared lateral opuesta 101c de la camara central 101. Como se ha mostrado en la fig. 10, la anchura en secci6n transversal de cada paso 120 esta definida por la distancia entre las superficies enfrentadas de las partes de extremidad 102b' en dos columnas de conductos adyacentes. En la figura, la secci6n transversal de un paso 120 ha sido llenada con un disefo en linea cuadrado para aumentar la visibilidad y puede verse que alcanza su anchura maxima en P junto a la pared de extremidad 103b.

Por medio de estos pasos rectos libres 120 en el espacio de entrada, la fricci6n del flujo de aire B, cuando pasa a traves del espacio de entrada es reducida drasticamente. Por ello, el aire en el flujo de aire B es obstruido de un modo considerablemente menor cuando pasa desde la entrada 107 a la pared lateral opuesta 101c por lo que el aire del flujo de aire B es uniformemente distribuido dentro del espacio de entrada. Esto a su vez contribuye en gran magnitud a crear un flujo de aire paralelo y uniforme dentro de la camara central 101, entre los miembros 109a, 109c de soporte y distribuci6n de flujo, de tal modo que la eficiencia del intercambio de humedad entre los dos flujos de aire A y B es mejorada en gran medida.

Tambien las partes de extremidad 102a' de los conductos 102 dispuestas en el espacio de salida estan formadas con una secci6n transversal estrechada correspondiente, que forma un paso recto libre en proximidad a la extremidad de pared 103a, para cuando el aire pasa adentro del espacio de salida hacia la salida 108. La fricci6n del aire que se aleja a traves de espacios de salida es asi reducida lo que tambien contribuye en gran medida a crear un flujo de aire B paralelo y uniforme dentro de la camara central aguas arriba del miembro de soporte y distribuci6n de flujo 109c.

En la realizaci6n mostrada el estrechamiento de las partes de extremidad 102a', 102b' de los conductos es conseguida formando estas partes de extremidad de boquillas de plastico que tienen la forma estrechada que se ha descrito anteriormente. Las boquillas estan unidas al miembro 109a, 109c de soporte y distribuci6n de flujo respectivo y comunican aqui con el resto del conducto respectivo 102. El diametro interior de las boquillas es, junto al miembro de

5 soporte y distribuci6n de flujo, esencialmente el mismo que el diametro interior del resto de los conductos. Sin embargo, como las boquillas estan hechas de material rigido y como puede verse en las figuras, el diametro exterior de las boquillas es mayor que los diametros exteriores de las partes permeables de los conductos. Las boquillas estan ademas unidas a aberturas correspondientes en las paredes laterales 103a, 103b.

La descripci6n de las realizaciones anteriores ha sido dada como un ejemplo solamente. Es evidente que pueden hacerse

10 distintos cambios y modificaciones sin desviarse del espiritu y marco del invento segun se ha reivindicado en las reivindicaciones adjuntas.

Las caracteristicas diferentes de las realizaciones descritas pueden por ejemplo ser combinadas. Especialmente, la variaci6n descrita del tamafo acumulado por area de las aberturas de distribuci6n de flujo sobre el area de los miembros de soporte y distribuci6n de flujo puede ser combinada con la forma estrechada de las partes de extremidad de los

15 conductos.

La forma estrechada de las partes de extremidad de los conductos puede ser conseguida deformando una parte de extremidad del material permeable a la humedad, en vez de unirlo a una boquilla.

La camara central y las camaras laterales pueden por ejemplo tener forma cilindrica, por lo que una pared cilindrica continua constituye la pared lateral de las camaras.

20 Las aberturas de entrada y salida para el flujo A pueden tambien, especialmente si las camaras son cilindricas, estar dispuestas en las paredes de extremidad de las camaras laterales.

E04775502 22-11-2011

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Un dispositivo para intercambio de humedad, entre al menos dos flujos de gas (A, B) a contracorriente, que comprende una camara (1, 101) generalmente cerrada que tiene una entrada (7, 107) y una salida (8, 108) para un primer flujo de gas (B), de tal modo que el primer flujo de gas circula en un primer sentido desde la entrada a la salida dentro de la camara; y al menos un conducto (2, 102), que se extiende dentro de la camara, generalmente en paralelo con el primer sentido, cuyo conducto (2, 102) esta dispuesto para conducir un segundo flujo de gas (A) en sentido opuesto al primer sentido y cuyo conducto (2, 102) comprende un material de pared de conducto con elevada permeabilidad al agua, caracterizado por un espacio de entrada para el flujo de gas (B), cuyo espacio de entrada esta dispuesto en la camara central (1, 101), entre la entrada (7, 107) y un primer miembro (9a, 109a) de soporte y distribuci6n de flujo, estando dispuestos dicho (9a, 109a) primer miembro de soporte y distribuci6n de flujo y un segundo miembro (9c, 109c) de soporte y distribuci6n de flujo dentrode la camara (1, 101) entre la abertura de entrada (7, 107 ) y la abertura de salida (8, 108), teniendo dicho primer miembro (9a, 109a) de soporte y distribuci6n de flujo una extensi6n en un plano que no es paralela al primer sentido, de tal modo que se extiende sobre el area esencialmente completa de dicho plano dentro de la camara, cuyo primer miembro (9a, 109a) de soporte y distribuci6n de flujo comprende al menos una abertura (10, 110) de conductor a traves de la cual al menos un conducto (2, 102) se extiende y un conjunto (11a, 11c, 111) de aberturas de distribuci6n de flujo, y por medios para una distribuci6n uniforme del gas dentro del espacio de entrada para proporcionar una circulaci6n de un primer flujo de gas (B) paralela y uniforme generalmente dentro de la camara entre dicho primer y segundo miembros de soporte y distribuci6n de flujo.
2.-Un dispositivo segun la reivindicaci6n 1, en el que dicho conjunto (11a, 11c) de aberturas de distribuci6n de flujo esta dispuesto de tal modo que los tamafos de las aberturas (11a',11a'', 11c', 11c'') varian a lo largo del area del miembro (9a, 9c) de soporte y distribuci6n de flujo.
3.-Un dispositivo segun la reivindicaci6n 1, en el que dicho conjunto de abertura de distribuci6n de flujo esta dispuesto de tal modo que el numero de aberturas (11a''', 11c''') por area varia sobre el area del miembro (9a, 9c) de soporte y distribuci6n de flujo.
4.-Un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la camara (1) esta definida por un numero de paredes laterales (1a, 1b, 1c, 1d) y dos paredes de extremidad (3a, 3b), estando dispuesta dicha entrada (7) en una primera (1a) de dichas paredes laterales y estando dispuesta dicha salida (8) en una segunda pared lateral (1 b), que es opuesta a la primera pared lateral, y en la que un primer miembro (9a) de soporte y distribuci6n de flujo esta dispuesto mas cerca de la entrada (7) que el segundo miembro (9c) de soporte y distribuci6n de flujo, y cuyo primer miembro (9a) de soporte distribuci6n de flujo comprende un primer conjunto (11a) de aberturas de flujo que esta configurado de modo que el tamafo acumulado de las aberturas (11a', 11a'', 11a''') por area del primer miembro (9a) de soporte y distribuci6n de flujo aumenta con la distancia desde la primera pared lateral (1a).
5.-Un dispositivo segun la reivindicaci6n 4, en el que el segundo miembro (9c) de soporte y distribuci6n de flujo comprende un segundo conjunto (11c) de aberturas, que esta configurado de modo que el tamafo acumulado de las aberturas (11c', 11c'', 11c''') por area del miembro (9c) de soporte y distribuci6n de flujo aumenta con la distancia desde la segunda pared lateral (1b).
6.-Un dispositivo segun la reivindicaci6n 4 6 5, que comprende una pluralidad de conductos (2), en el que un tercer miembro (9b) de soporte y distribuci6n de flujo esta dispuesto entre el primer (9a) y el segundo (9c) miembros de soporte y distribuci6n de flujo, cuyo tercer miembro (9b) de soporte y distribuci6n de flujo esta configurado para proporcionar una resistencia de flujo minima contra el primer flujo de aire (B), al tiempo que induce una turbulencia para impedir la formaci6n del flujo laminar entre los conductos (2).
7.-Un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que comprende una pluralidad de conductos (102) cada uno de los cuales comprende una parte de extremidad (102b'), que se extiende a traves del espacio de entrada, entre el primer miembro (109a) de soporte y distribuci6n de flujo y una pared de extremidad (103b) de la camara central (101), cuya parte de extremidad esta estrechandose hacia la pared de extremidad de tal modo que al menos se forme un paso recto libre (120) para el gas entre las partes de extremidad de los conductos, esencialmente perpendicular al sentido longitudinal de las partes de extremidad.
8.-Un dispositivo segun la reivindicaci6n 7, en el que el area en secci6n transversal de las partes de extremidad (102b') es esencialmente constante a toda longitud de la parte de extremidad.
9.-Un dispositivo segun la reivindicaci6n 8, en el que el area en secci6n transversal de la parte de extremidad (102b') es esencialmente igual al area en secci6n transversal del resto del conducto (102).
10.-Un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en el que las partes de extremidad (102b' estan formadas de boquillas separadas.
11.-Un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que comprende un espacio de salida para el flujo de gas (B), cuyos espacio de salida esta dispuesto en la camara central (1, 101), entre la salida (8, 108) y el segundo miembro (9c, 109c) de soporte y distribuci6n de flujo y por medios para una distribuci6n uniforme del gas dentro del espacio de salida para proporcionar un primer flujo de gas (B) generalmente paralelo y uniforme dentro de la camara entre dichos

5 primer (9a, 109a) y segundo (9c, 109c) miembros de soporte y distribuci6n de flujo.
12.-Un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que una helice de alambre (2c) esta dispuesta en el interior de la parte del conductor para inducir turbulencia al segundo flujo de gas (A) dentro del conducto (2).
13.-Un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-12, en el que una helice de alambre esta dispuesta en el exterior de la pared del conducto para inducir turbulencia al primer flujo de gas (B) en la camara (1) en la proximidad de la

10 pared del conducto.
14.-Un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en el que el material de la pared del conducto presenta irregularidades en la superficie de pared del conducto para inducir turbulencias en el flujo de gas (A, B) en proximidad a la pared del conducto, en el interior y/o exterior de la pared del conducto.
15.-Una disposici6n estacionaria para tratamiento de aire que comprende un dispositivo segun cualquiera de las 15 reivindicaciones 1-14 y un aparato de refrigeraci6n.
16.-Una disposici6n m6vil para tratamiento de aire que comprende un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-14 y un aparato de refrigeraci6n.
17.-Una disposici6n estacionaria para tratamiento de aire que comprende un dispositivo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-14 y un intercambiador de calor.

20 18.-Una disposici6n m6vil para tratamiento de aire que comprende un dispositivo segun de las reivindicaciones 1-14 y un intercambiador de calor.