ES2510290B2

ES2510290B2 - Sistema de refrigeración autónomo, portátil y autorefrigerante, basado en la utilización de un depósito estanco, conteniente de un gas licuado a presión, empleado como vaporizador, como consecuencia de la evaporación controlada de dicho GLP

Info

Publication number: ES2510290B2
Application number: ES201300295A
Authority: ES
Inventors: Emilio PALOMO PINTO; Enrique Javier MORENO VALDÉS
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2033-03-20
Also published as: JP2016512879A; US10197308B2; EP2977693A1; WO2014147281A1; EP2977693A4; US20160282020A1; ES2510290A1

Abstract

Sistema de refrigeración autónomo, portátil y autorefrigerante, basado en la utilización de un depósito estanco, conteniente de un gas licuado a presión, empleado como vaporizador, como consecuencia de la evaporación controlada de dicho GLP.#La presente invención presenta un conjunto de aplicaciones como soluciones de refrigeración. La solución tecnológica, se basa en el empleo de un depósito estanco (2). Hecho de un material de alta conductividad térmica, cargado de GLP (1), que es utilizado como vaporizador. Gracias a la evaporación controlada del GLP (1), y como consecuencia del control de gasificación del refrigerante (GLP), se consigue, la generación y difusión de frío. Este frío generado, puede ser transferido por conducción o convección térmica.#La solución propuesta, consigue un control optimizado de los consumos de carga de GLP (1), además del control de temperatura, que permite desarrollar aplicaciones portátiles, gracias a la sencillez del diseño y rendimientos.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de refrigeración autónomo, portátil y autorefrigerante, basado en la utilización de un depósito estanco, conteniente de un gas licuado a presión (a partir de ahora GLP), empleado como vaporizador, como consecuencia de la evaporación controlada de dicho GLP. 5

Sector de la técnica

La invención se encuadra en el sector de refrigeración basado en la evaporación de GLP. Más concretamente, en las soluciones que permitan a través de esta tecnología, una elevada 10 portabilidad y usabilidad para la refrigeración de líquidos, agroalimentarios, medicamentos, usos sanitarios diversos y cualquier otro uso, sistema o elemento, necesitado de refrigeración forzada.

Estado de la técnica 15

Actualmente, en los sistemas de refrigeración para la congelación industrial, se aplica, entre otras soluciones, la evaporación de GLP. Aportando esta tecnología, distintas soluciones para conseguir dicha refrigeración. Vayan como ejemplo de ello, las siguientes referencias:

20

La patente ES 2 048 312, que se basa en la técnica de proyección directa de GLP sobre la sustancia a enfriar. Y, gracias a la evaporación inmediata del GLP, se consigue un estado de congelación rápida de la sustancia a congelar. Este sistema, habitualmente, se emplea en túneles de congelación de alimentos.

25

Otra aplicación de la evaporación de GLP como elemento refrigerante, se basa en la técnica de inmersión de la sustancia a enfriar en GLP, utilizando un recipiente hermético. Provocando la refrigeración por medio de la liberación brusca del GLP. Y, gracias al calor de vaporización, se consigue un efecto refrigerante. Como se cita en la patente ES 2 098 281 T3.

30

Otra aplicación del uso de GLP, usado como fuente de refrigeración, en este caso empleando CO2, consiste en la producción de finas partículas de nieve en un flujo de dióxido de carbono líquido, tal y como refiere la patente ES 2 256 904 T3.

Por costo asociado, el sistema más habitual de conservación durante un transporte es el uso 35 de hielo carbónico. Introduciéndolo junto a la sustancia a conservar en un contenedor aislado térmicamente del exterior. El principal inconveniente de dicho sistema es el bajo poder refrigerante del hielo (por lo cual deberíamos llevar gran cantidad de hielo, lo cual implica mayor peso).

40

Como muestra de esta solución, en este caso aplicado a la logística alimentaria, se indica la patente ES 200 50 44 A6, basada en la fabricación instantánea de nieve carbónica. Y su empleo en contenedores ferroviarios isotérmicos.

La aplicación de técnica de evaporación de GLP, se ha desarrollado poco dentro del sector de 45 los sistemas de refrigeración portátiles y móviles.

Las soluciones aquí referidas, no resultan óptimas de cara a la portabilidad y/o a los rendimientos aportados, respecto al transporte manual de pequeños sistemas de frío. Y por tanto, al grado de usabilidad y autonomía respecto a la fuente de energía de los mismo para su 50 aplicación a estos cometidos.

Breve descripción de la invención

El objetivo de la presente invención consiste en un conjunto de aplicaciones como soluciones de refrigeración, tal y como se representa en la figura 1. Caracterizadas por, su autonomía respecto a la fuente de energía, y a su portabilidad. Y cuya solución tecnológica, se basa en el 5 empleo de un depósito estanco (2). Hecho de un material de alta conductividad térmica, cargado de GLP (1) y que se utiliza como vaporizador. Gracias a la evaporación controlada del GLP (1) contenido en dicho depósito (2), y como consecuencia de la aplicación de un sistema de control de gasificación del refrigerante (en este caso, GLP), se consigue de manera óptima, la generación y difusión de frío. Este frío generado, puede ser transferido por conducción o 10 convección térmica, directamente del depósito estanco (2).

Como se indica, la solución propuesta, consigue un control optimizado de los consumos de carga de GLP (1), además del suficiente grado de control de temperatura, para que sea capaz de desarrollar aplicaciones portátiles y de tamaño reducido, gracias a la sencillez del diseño y a 15 su mayor rendimiento.

El sistema destaca por lo económico, la simplicidad en su fabricación, y la fiabilidad en su funcionamiento, gracias al limitado número de componentes que lo conforman.

20

Los anteriores objetos y ventajas de la invención, resultarán más fácilmente evidentes por la descripción siguiente con referencia a los dibujos que se acompañan. Sin embargo, ha de entenderse expresamente, que los dibujos son para fines de ilustración solamente, y no están destinados a constituir una definición de los límites de la invención.

25

Breve Descripción de los dibujos

Figura 1: Representación esquemática del depósito estanco cargado con gas licuado a presión. Además del sistema de carga y el de control de evaporación.

30

Figura 2: Corte e interconexión de las válvulas de control de evaporación.

Figura 3: Representación esquemática del depósito estanco cargado con gas licuado a presión. El sistema de carga y control de evaporación, y los sistemas de mejora de transmisión de temperatura entre el GLP y el depósito estanco. 35

Figura 4: Corte trasversal del depósito estanco con aletas exteriores.

Figura 5: Perspectiva isométrica de una de las configuraciones del sistema de refrigeración, colocado dentro un contenedor isotérmico. 40

Figura 6: Otra configuración del sistema de refrigeración aplicado al enfriamiento de pequeños depósitos.

Figura 7: Corte A-A' de la figura 6. Que representa una mejora que optimiza la transferencia de 45 temperatura, debido al uso de aletas internas.

Figura 8: Muestra el corte A-A' de la figura 6. Que representa una mejora que optimiza la transferencia de temperatura, debido al uso de un malla o esponja para la transferencia térmica. 50

Figura 9: Perspectiva isométrica de una configuración, en forma de bandeja, del sistema de refrigeración, caracterizado por la disposición de diferentes habitáculos de refrigeración.

Figura 10: Corte B-B' de la figura 9, con el uso de malla o esponja para transferencia térmica.

5

Figura 11: Perspectiva isométrica de una aplicación del sistema de refrigeración configurado para un pequeño contenedor rígido isotérmico.

Figura 12: Perspectiva isométrica de una aplicación del sistema de refrigeración configurado para un pequeño contenedor isotérmico plegable. 10

Figura 13: Muestra una configuración del sistema de refrigeración que se caracteriza por la disposición de diferentes niveles de refrigeración.

Figura 14: Perspectiva isométrica de una configuración del sistema para la refrigeración de 15 baterías.

Figura 15: Configuración del sistema de refrigeración, caracterizado por el empleo de una botella conteniente de GLP de origen comercial, empleada directamente como vaporizador.

20

Figura 16: Configuración del sistema de refrigeración, caracterizado por la optimización uso de la botella comercial como vaporizador, gracias al empleo de un sistema de abroche configurado en disposición de serie de aletas en su cara exterior.

Figura 17: Representación esquemática del sistema de refrigeración de la figura 16, dispuesto 25 en un recinto isotérmico, con los suplementos de un serpentín, ventilador y filtro de salida.

Figura 18: Representación esquemática de construcción modular de los evaporadores o depósitos estancos. Y del sistema de interconexión entre los diferentes evaporadores.

30

Figura 19: Representación de la construcción modular de la carcasa con aletas aplicada a un recipiente comercial o botella, haciendo las funciones de vaporizador.

Figura 20: Representación esquemática del depósito estanco cargado con gas licuado a presión. Además del sistema de carga y el de control de evaporación a través de un capilar. 35

Descripción detallada de la invención

El sistema propuesto en esta invención, como se muestra en Figura 1, se basa en la utilización de un depósito estanco (2) fabricado en material de alta conductividad térmica. Y en la 40 evaporación controlada de un GLP, contenido en dicho depósito (1). Este depósito estanco (2) cumplirá la función de vaporizador debido a que, por conducción térmica, el frío generado por la evaporación del GLP (1) se transmite al depósito estanco (2), y de este, hacia el exterior. Esta vaporización queda regulada y, por tanto, optimizada gracias al empleo de soluciones de regulación a través de válvulas (3, 5, 7 y 9). De esta manera, se consigue una sistema de 45 refrigeración autónoma y portátil.

Es bien conocido por la física, que al evaporarse un GLP (1) se produce un efecto refrigerante, que es utilizado comercialmente, por ejemplo, para sistemas de criogenia. Con la presente invención, lo que se pretende, es optimizar el uso de este efecto refrigerante para usos 50 portátiles. Para ello, se ha desarrollado un sistema con el que se consigue un control sobre la

evaporación de dicho GLP (1). El cual, consta de un depósito estanco (2), que puede ser recargable. A éste, se le dota de una válvula reguladora de evaporación (3) que es accionada a causa de la temperatura de este mismo depósito estanco (2). El control de apertura de dicha válvula (3), puede ser efectuado por medios mecánicos, electromagnéticos o hidráulicos (en el caso del ejemplo de la invención, se representa un control mecánico). Este control se basa en 5 el principio consistente en que, a menor temperatura, la presión vapor del GLP (1) disminuye y por lo tanto la válvula (3) se cierra evitando la evaporación del GLP (1). Una vez que la temperatura del depósito estanco (2) aumente, la presión interna también aumentará proporcionalmente. Haciendo que la válvula (3) antes mencionada se abra. Al abrirse la citada válvula (3), el gas licuado a presión (1) comienza su proceso de evaporación (4), debido a la 10 diferencia de presión entre el exterior del depósito estanco (2) y su interior (4). Produciéndose así, el efecto refrigerante perseguido. Gracias a este sistema, se consigue una temperatura ajustada y dependiente de la calibración de dicha válvula reguladora de evaporación (3). Consumiendo, de esta manera, solo la cantidad de GLP (1) necesario, para alcanzar la temperatura deseada. Con todo ello, este sistema consigue una mayor optimización y el 15 consiguiente ahorro de carga de GLP (1), y por tanto los consumos necesarios para el proceso de refrigeración. Esto permite el desarrollo de aplicaciones fáciles y económicas de fabricar, caracterizadas por su alto grado de portabilidad.

La válvula de evaporación (3) puede ser sustituida por un capilar (41), como se refleja en la 20 figura (20).

El funcionamiento general del sistema de refrigeración portátil, como se representa en la figura 1, esta formado por un depósito estanco (2) lleno GLP (1). El GLP, puede ser cualquiera de las sustancias no tóxicas que se usan habitualmente para este tipo de aplicaciones. Como el 25 fluorocarbono (Freon R, duPont), el dióxido de carbono, cloruro de metilo, etc.

Al depósito estanco (2), se encuentran conectados una serie de elementos, que permitirán el funcionamiento del sistema. A saber:

30

- Una válvula de recarga (5)que sirve para la introducción del GLP.

- Una válvula reguladora de carga (6) y un tubo de longitud determinada (7) conectados entre sí. Dicho tubo (7), a su vez, esta conectado al depósito estanco (2). La función de este componente es la de facilitar el llenado a su valor de carga. 35

- Una válvula de inicio de refrigeración forzada o de purga (8). La cual, permite el enfriamiento rápido de la carga realizada. Y la purga del gas evaporado (4) residual.

- Válvula de presión para la regulación de temperatura (3). Esta regula la salida del gas 40 evaporado, en función de la temperatura buscada para el compartimento estanco.

El proceso de funcionamiento es el siguiente:

Se realiza el proceso de carga del GLP (1), en forma líquida, a través de la válvula de llenado 45 (5). Una vez que se abre la válvula de llenado (5), comienza la carga del GLP (1) dentro del depósito estanco (2). El GLP (1) comienza a entrar hasta que las presiones que existan entre en depósito estanco (2) y la fuente externa de GLP se igualen. En este caso, el depósito estanco (2) no se llena a su valor de carga, ya que la presión interna del depósito estanco (2) no permite la entrada de GLP desde la fuente externa. En este momento se abre la válvula de 50 carga (6), y por lo tanto existirá una diferencia de presión entre el interior del depósito estanco

(2) y la fuente de GLP (15). Debido a que la presión del depósito estanco (2) es menor que la presión de la fuente de GLP (15), este seguirá llenando el depósito estanco (2) hasta la altura del tubo de longitud determinada (7). En el momento en que el GLP salga por la válvula reguladora de carga (6) en forma líquida, nos indicará que el GLP ha llenado el depósito estanco (2) a su valor óptimo de carga y se cerrara la válvula reguladora de carga (6). De esta 5 forma se permite el llenado de dicho depósito estanco (2), sin el uso de energía exterior, ni el enfriamiento previo del depósito estanco (2) para que existiera una diferencia de presión, debido al principio de los vasos comunicantes. A su vez, por seguridad, los depósitos que contienen GLP no deben llenarse completamente de líquido. Debiendo dejarse un espacio dentro del depósito (2) que haga la función de cámara manteniéndose parte del GLP en estado 10 gaseoso (4).

Con el fin de conseguir una situación de frío inicial, se emplea la válvula de purga (8). Denominada anteriormente también como válvula de refrigeración forzada. Al abrir ésta, se permite la salida libre del GLP en forma de gas, y por lo tanto se consigue un enfriamiento 15 brusco del depósito estanco (2). Una vez se alcanza la temperatura deseada, se procede a una nueva recarga hasta el nivel óptimo, ya que se encuentra disponible la fuente de GLP (15), conectada a la válvula (5). De esta manera, una vez cargado el depósito estanco (2), se partirá de una situación inicial de frío y por lo tanto la carga de GLP (1) durará más tiempo.

20

La regulación de la evaporación y por tanto de la temperatura del depósito (2), se consigue a través de la válvula (3). Esta regulación, se basa en el principio de que, a menor temperatura, la presión vapor del GLP disminuye y, por lo tanto, disminuye la presión interna en la zona gaseosa (4) del GLP (1), que se encuentra contenido en el depósito estanco (2). En este caso, la válvula reguladora de presión (3), se cierra evitando la evaporación del GLP (1). Una vez que 25 la temperatura del depósito estanco (2) aumente, la presión interna en la zona gaseosa (4) del GLP (1) que se encuentra contenido en el depósito estanco (2) también aumentará proporcionalmente, haciendo que la válvula (3) antes mencionada se abra. Al abrirse la citada válvula (3), el GLP (2), comienza su proceso de evaporación, debido a la diferencia de presión entre el exterior del depósito estanco (2) y el interior. Al evaporarse el GLP (1), este toma calor 30 de su entorno, consiguiéndose el efecto refrigerante perseguido.

Si se desea, se podría gobernar dicha evaporación por medios eléctricos o electrónicos, o bien a través de válvulas de temperatura.

35

Como ejemplo de válvula de presión para la regulación de temperatura (3), se muestra en la figura 2, un corte longitudinal de dicha válvula. La cual, está dotada de un muelle o resorte (28), que ejerce presión sobre un émbolo (26). Estando éste, dotado de un elastómero (27). El cual, cierra una boquilla (30) que va interconectada con el depósito estanco (2) para mantenerlo cerrado cuando éste se encuentre en la temperatura y presión de trabajo. Dicha válvula, va 40 dotada de un muelle o resorte (29) que ejerce una presión menor al otro muelle o resorte (28), que se encuentra en posición contraria. La presión que ejerce el émbolo (26) sobre el elastómero (27) viene determinada por la presión del muelle o resorte (28), que puede ser modificada por el mayor o menor desplazamiento de la pieza roscada (31) sobre el cuerpo (32) de la válvula (3). Con esta configuración conseguimos un funcionamiento todo/nada, 45 dependiendo de la presión y temperatura del depósito (2). La válvula puede ser construida con diferentes configuraciones mecánicas, eléctricas o electrónicas. Siempre que se respete el funcionamiento descrito.

Para un mayor control de la presión y, por tanto, de la temperatura, se pueden colocar varias 50 válvulas (3) en serie (figura 2). Una sería la válvula principal y el resto secundarias. De manera

que, la salida de la primera válvula (3), se conectará a la entrada de la siguiente. Con esta configuración, se regula la presión inicial, con la primera válvula, y un ajuste fino con las siguientes.

En el caso del uso de Dióxido de carbono como gas licuado a presión, el procedimiento de 5 carga puede ser modificado para conseguir que el depósito estanco (2) o evaporador quede lleno de nieve carbónica, en lugar de Dióxido de Carbono líquido. Con ello se consigue que el depósito estanco no tenga por qué tener una gran resistencia mecánica, debido a que las presiones que debe soportar serán menores. El procedimiento es como sigue:

10

Se realiza el proceso de carga del GLP (1), en forma líquida, a través de la válvula de llenado (5). Una vez que se abre la válvula de llenado (5), comienza la carga del GLP (1) dentro del depósito estanco (2). El GLP (1) comenzará a entrar, hasta que las presiones que existan entre en depósito estanco (2) y la fuente externa de GLP se igualen. En este caso, el depósito estanco (2) no se llena a su valor de carga, ya que la presión interna del depósito estanco (2) 15 no permite la entrada de GLP (1) desde la fuente externa. En este momento, se abre la válvula de carga (6), y por lo tanto existirá una diferencia de presión entre el interior del depósito estanco (2) y la fuente de GLP (15). Debido a que la presión del depósito estanco (2) es menor que la presión de la fuente de GLP (15), este seguirá llenando el depósito estanco (2) hasta la altura del tubo de longitud determinada (7). En el momento en que el GLP salga por la válvula 20 reguladora de carga (6) en forma líquida (o en forma de nieve), nos indicará que el GLP (1) ha llenado el depósito estanco (2) a su valor óptimo de carga. Una vez que comience la salida de líquido (o nieve), se mantendrá abierta dicha válvula reguladora de carga (6). La salida de gas esta limitada por la sección o ajuste de dicha válvula (6). También, puede ser limitada por la colocación de un capilar a la salida de ésta. Con lo cual, se evita una salida libre del Dióxido de 25 Carbono. Al salir el gas, se produce un enfriamiento brusco del depósito estanco. Pudiendo éste alcanzar el punto, en el cual el Dióxido de Carbono pasa de su estado líquido a su estado sólido. En el momento que se alcance la temperatura de solidificación del Dióxido de Carbono y el depósito estanco (2) se encuentre lleno, se cerrara la válvula reguladora de carga (6). Teniendo en cuenta, que el punto triple del Dióxido de Carbono es de -56.6ºC y 5.185 Bar, el 30 depósito estanco (2) puede ser construido de forma que solo tenga que soportar dicha presión. Consiguiéndose una temperatura inicial muy baja.

Para que exista una mayor transferencia de temperatura entre el GLP (1) y el depósito estanco (2) y por lo tanto una optimización del sistema, el evaporador o depósito estanco (2), puede 35 estar dotado, internamente, de una variedad de aletas (9). Al existir una mayor superficie de contacto interna, habrá una mayor transferencia de temperatura entre el GLP (1) y el depósito estanco (2).

La transferencia de temperatura entre el GLP (1) y el depósito estanco (2) también puede ser 40 producida por el uso de una malla o esponja (22) fabricada con un material de alto coeficiente de transferencia térmica. Como, por ejemplo, cobre, aluminio o grafito. También se pueden aplicar ambas soluciones simultáneamente, con lo que se consigue una transferencia de temperatura óptima, a la vez que se le da mayor rigidez al depósito estanco (2). La combinación de ambas soluciones se muestra en la figura 3. 45

Para la difusión del frío y su aplicación industrial o de consumo, el sistema puede adoptar diversas soluciones según la aplicación buscada, las cuales están basadas en los principios de conducción o de convención térmica.

50

En la figura 4, se representa la solución de convección térmica. El depósito estanco (2), estará dotado de una pluralidad de aletas externas (14) situadas en el exterior de éste, con el fin de aumentar la superficie difusora de temperatura. Con ello, se ayuda a optimizar la transferencia de frío hacia el habitáculo o elemento que se desee enfriar.

5

En caso de adoptar la solución de conducción térmica, la sustancia objeto de enfriamiento, se pondrá directamente en contacto con el depósito estanco (2), como se puede ver en la figura 6. Pudiendo, este depósito estanco (2), estar dotado de unas cavidades o habitáculos (13), con el fin de acomodar las sustancias a refrigerar, o algún tipo de contenedor con sustancias o elementos a refrigerar, (como, por ejemplo, se representa en la figura 9). 10

Es posible combinar ambas soluciones (conducción y convección), en función de la colocación del objeto a enfriar, respecto al vaporizador o depósito estanco (2). Como se muestra en la figura 11.

15

En la figura 5, se representa la aplicación de este sistema de evaporización controlada de GLP, para la refrigeración de cámaras o recintos isotérmicos. Se pueden incluir una serie de soluciones que ayuden a optimizar la capacidad de generación de frío dentro del recinto. De esta manera, se proponen estas dos soluciones, las cuales pueden ser complementarias:

20

- Integración de un ventilador (24) dentro de la cámara, cuya función es la de distribuir el frío producido por el depósito estanco (2) a través del interior del depósito aislado térmicamente o recinto isotérmico (12). El ventilador puede ser accionado tanto eléctrica como neumáticamente, usando la misma presión de la evaporación del GLP (1) contenido en el depósito estanco (2), gracias a la inclusión de una salida de gas colocada a tal efecto. 25

- Adaptación de un serpentín (10), hecho con un material de elevada conducción térmica. Este puede ir colocado en la salida de la válvula reguladora de presión (3). Con ello, se aprovecharía el frío residual provocado en el proceso de evaporación del GLP (1). Dicho serpentín, podría ser colocado directamente en la salida del depósito estanco (2), 30 conectándose en su otro extremo a la válvula reguladora de presión (3). Cumpliendo la misma función de difusión descrita en la solución primera. Para aprovechar todo el poder refrigerante del GLP en el momento de la carga, se pueden unir las salidas de las válvulas de regulación de evaporación (3), la de purga (8) y la de relleno (6).

35

Debido al posible uso en lugares cerrados, o simplemente, para evitar la descarga de los vapores del GLP a la atmosfera, se puede añadir un filtro de gases (11), a la salida del sistema. Este puede estar compuesto con cualquiera de las materias adsorbentes existentes en el mercado. Como puede ser, carbón activo, tamiz molecular, etc. De esta manera nos aseguramos que el funcionamiento del sistema, sea limpio y no perjudique el medio ambiente. 40

Si el sistema es integrado o introducido en un recinto isotérmico (12), al gas se le debe dar salida al exterior. Con el fin de evitar que dicho gas que sale del sistema, se libere dentro del mismo. Ya que éste, ha absorbido parte del calor del recinto isotérmico (12). Por lo que volvería a introducir calor en el sistema, provocando una sensible disminución del rendimiento. 45

Adicionalmente, se pueden implementar en el sistema de refrigeración, una botella de recarga (15), conectada a la válvula de llenado (5). Con el uso de dicha botella de recarga (15), podremos ampliar el tiempo de funcionamiento del sistema de refrigeración. Una vez que se agote el GLP en el depósito estanco (2), este podrá ser rellenado "in situ", gracias a dicha 50 botella de recarga (15). El sistema de carga puede ser automatizado instalando medios

eléctricos, mecánicos o neumáticos que actúen sobre la válvula de llenado (5). Esta válvula (5), irá rellenando automáticamente el depósito estanco (2) a medida que se vaya consumiendo el GLP (1).

Hoy en día, existen en el mercado pequeñas botellas diseñadas para contener GLP (1), con lo 5 que el tiempo de funcionamiento del sistema de refrigeración simplemente dependerá del numero de botellas de recarga que se dispongan.

Otra configuración más simple, consiste en que el depósito estanco (2), disponga solamente de la válvula de llenado (5), y la válvula de regulación de evaporación (3). Con el fin de ser 10 aplicable a la refrigeración de pequeños recipientes (36) como puede ser un vaso. Esta, gracias a la conducción térmica, transmite frío a dicho recipiente (36) o materia que se coloque en contacto con la superficie (25) del mismo. También podría enfriar directamente a líquidos o sólidos depositado en el mismo. Haciendo en este caso de recipiente autorefrigerante. Como se encuentra representado en las figuras 6, 7 y 8. 15

Como se citó anteriormente, con el objetivo de aumentar la superficie de transmisión de frío por conducción térmica entre el GLP (1), y el depósito estanco (2) que lo contiene, se pueden aplicar diversas soluciones. Una de ellas, sería a través de la aplicación de aletas internas (9) dispuestas como se ve en la figura 7 que es el corte A-A' de la figura 6. La otra consistiría en la 20 adopción de una malla o esponja (22) constituida de un material con alto coeficiente de transferencia térmica, como por ejemplo cobre, aluminio o grafito. Esta otra configuración se representa en la figura 8, que representa el corte A-A' de la figura 6. Ambas soluciones pueden ser combinadas para una mayor eficacia de transmisión térmica.

25

Ambas soluciones, disponen de una válvula de llenado (5), una válvula de control de evaporación (3) y un aislante térmico (23) que rodea el depósito estanco (2). Con el fin de que el mayor poder refrigerante se concentre en la parte superior del sistema (25).

Dichos sistemas de refrigeración portátil, se pueden configurar en forma de bandeja-recipiente, 30 tal y como se muestra en la figura 9. Con esta configuración se consiguen unos tipo de habitáculos (13), diseñados para depositar diferentes recipientes a refrigerar. En la figura 10 se representa el corte B-B' de la figura 9. Como se puede observar, se ha representado la malla conductora de temperatura (22) de la figura 8, en vez de las aletas internas (9) de la Figura 7, aunque ambas configuraciones son válidas. Es posible aplicar ambas soluciones de forma 35 simultánea. Es decir, la utilización de un depósito estanco (2) que tenga en su interior tanto aletas internas (9), como malla o esponja conductora (22).

A partir de este sistema de refrigeración autónomo, representado en la figura 6, 7 y 8, Se puede crear otra configuración, a modo de mochila térmica. Útil para la refrigeración de 40 pequeños depósitos, como puede ser una botella (36). En la figura 11 se representa un corte lateral en el que se puede ver el sistema de refrigeración autónomo (2), situado dentro de una carcasa (38) que tiene un relleno de aislante térmico (33). La carcasa (38) dispone de una tapa (34) para poder ser cerrada. Con esta aplicación se consigue mantener refrigerado el depósito o botella (36) durante un amplio periodo de tiempo, y con un peso relativamente bajo. De esta 45 manera podemos usar esta aplicación, por ejemplo para transportar bebidas isotónicas para los deportistas. Como ampliación y mejora a este sistema de refrigeración autónomo, la carcasa (38), puede ser construida de tal manera que sea plegable, tal y como se representa en la figura 12. Esta misma solución se puede emplear, en función del tamaño del depósito aislante, para el mantenimiento y conservación de fármacos y alimentos, u otros objetos o sustancia 50

susceptibles de refrigeración. En este ejemplo, se representa el depósito estanco (2), con aletas externas (14), aunque el sistema podría funcionar sin ellas.

Esta familia de bandejas-recipiente autorefrigerantes, pueden ser construidas de manera que contengan diferentes compartimentos y estos, a su vez, puedan disponer de forma controlada, 5 diferentes temperaturas. En la figura 13, se puede observar el esquema de funcionamiento. Como se puede ver, se trata de diferentes depósitos estancos (2), pero con una válvula de entrada común (5) de GLP (1), y dotado de válvulas antiretorno (35) u otro sistema que cumpla la misma función. Con estas válvulas se consigue que, una vez cargados los diferentes depósitos estancos (2), no exista comunicación hidráulica entre ellos. Los diferentes depósitos 10 estancos (2) integrados en la misma estructura, estarán dotados de válvulas reguladoras independientes (3), lográndose diferentes gradientes de temperatura, en cada depósito estanco (2). Y por lo tanto consiguiendo diferentes temperaturas dependiendo de la zona en la que situemos la materia a refrigerar.

15

Basado en lo anteriormente descrito, se propone otra configuración, en este caso, para mantener la temperatura óptima de funcionamiento de baterías o acumuladores de energía (37), usadas en los sistemas de automoción eléctrica y a los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS). Como dichas baterías (37), han de proporcionar una gran potencia en un corto periodo de tiempo, sufren problemas de calentamiento. Por lo que su rendimiento y vida 20 útil se ven disminuidos. Un esquema posible, de dicha configuración se representa en la figura 14 (ya que se pueden dotar de diferentes elementos de optimización, como el serpentín, filtro, etc, anteriormente descritos). Lo representado se describe como sigue: La Batería a refrigerar (37), se encuentra en contacto con un evaporador o depósito estanco (2). Dicho evaporador (2), es alimentado con GLP a través del tubo (39), que a su vez, se encuentra conectado al 25 depósito de recarga del GLP (15). La temperatura del evaporador (2), es regulada por la válvula (3). Para optimizar la capacidad de refrigeración del sistema, se le puede dotar de un serpentín (10) y/o de un ventilador (24), cuyos funcionamientos respectivos, han sido anteriormente descritos en otras configuraciones del mismo sistema. Por último, si así lo requiere el uso de esta configuración, adicionalmente, se puede emplear, un filtro de gases 30 (11). Este sistema puede ser integrado, además, dentro de un recinto isotérmico (12).

Otra solución de refrigeración basada en la evaporación de GLP, para enfriar una cámara o habitáculo, consiste en el empleo de un recipiente comercial (botella) de GLP (15), como evaporador, figura 15. El funcionamiento de dicho sistema es como sigue: Para la evaporación 35 controlada del GLP (1), se conecta al racor (16) de salida del recipiente comercial (botella) (15), una válvula de control de evaporación (3). La cual, puede ser activada por presión, temperatura o medios electromagnéticos. Dicha válvula de control de evaporación (3) cumple la función de regular la presión de salida del gas evaporado (4). Y, como consecuencia, regula la temperatura y presión del GLP contenido en el interior de la botella (15). De esta manera, el frío 40 producido por la evaporación del GLP, enfría la botella (15) cumpliendo ésta, la doble función de contenedor del GLP y de Vaporizador.

Un modelo mejorado de la descripción anterior, se muestra en la figura 16. Dicha mejora, consiste en el uso de una carcasa metálica (17) dotada de una pluralidad de aletas externas 45 (18). Esta ha de ser construida con un material de un alto coeficiente de conductividad térmica (como puede ser el aluminio o el cobre). El uso de estas aletas permite una mayor transferencia de temperatura entre el recipiente comercial (botella) de gas licuado a presión (14) y el habitáculo o recipiente que deseemos refrigerar. 50

Así mismo, para aumentar la transferencia térmica, este sistema de aletas (17) puede disponer de una capa, construida de un material flexible (21), para que exista un mayor contacto térmico entre el exterior de recipiente comercial (botella) (14) y la carcasa dotada de aletas (17). Dicho material podría estar compuesto por un gel o goma de un alto coeficiente de conductividad térmica. 5

Esta carcasa con aletas (17) dispondrá de un sistema de apertura (20) y cierre el cual permitirá que, pueda ser fijada firmemente al recipiente comercial (botella) que contiene el gas licuado a presión (14) para poder sustituirlo una vez que se haya consumido.

10

La carcasa con aletas (17) puede ser construida con diferentes configuraciones. Como por ejemplo, con varios sistemas pivotantes (19) o bisagras para poder ser plegado una vez que no se use y así ocupe menos espacio. O, ser construido de forma modular, tal y como se representa en la figura 19, de manera que se pudieran poner o quitar módulos dependiendo del diferente tamaño de recipiente comercial (botella) que contiene el gas licuado a presión (14). 15

La aplicación de dicho sistema dentro del habitáculo a enfriar o recinto isotérmico (12), se representa en la figura 17. A partir de aquí, el funcionamiento del sistema es análogo al descrito para la figura 1. Para optimizar la capacidad de refrigeración del sistema, se le puede dotar de un serpentín (10) y/o de un ventilador (24), cuyos funcionamientos respectivos, han 20 sido anteriormente descritos en otras configuraciones del mismo sistema. Por último, si así lo requiere el uso de esta configuración, adicionalmente, se puede emplear, un filtro de gases (11).

Las diferentes soluciones planteadas, se pueden emplear como sistemas portátiles de 25 emergencia para sistemas de refrigeración convencionales como se refleja en la figura 5 y 17. También para casos de fallo de suministro de sus fuentes de energía, se puede disponer de un sistema ad hoc, o bien preinstalado, con esta configuración. La cual permite mantener la temperatura del habitáculo donde se ubica. Esto resulta útil, por ejemplo, para neveras domésticas e industriales. Que, estando alimentadas por la red eléctrica, ante un fallo del 30 suministro o avería, se pueda activar manual o automáticamente a través de un sistema de control.

El funcionamiento es análogo a lo descrito en la figura 5, siendo también válido lo descrito en la figura 17. 35

A su vez, todas las soluciones anteriormente descritas, están basada en el empleo de un depósito estanco (2) que contiene un GLP (1). El cual, se utiliza como vaporizador gracias al principio de la evaporación controlada del dicho GLP. Dependiendo de las necesidades de refrigeración, dichas soluciones pueden ser escalables. 40

Dentro de este concepto, se describen una solución práctica, que cumple dicha capacidad de escalabilidad. Esta consiste en una construcción modular de los evaporadores o depósitos estancos (2) como se puede ver en la figura 18. Los cuales, irán dotados de un sistema que permite la interconexión (39) entre los diferentes evaporadores (2). Para dar una mayor 45 autonomía a todos los sistemas aquí descritos, se les puede dotar de más de una botella o recipiente comercial (15) colocados en paralelo. Con esta solución se consigue una mayor provisión de GLP, y por tanto una mayor autonomía de funcionamiento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema autónomo portátil y auto-refrigerante, que comprende un depósito estanco (2) en el que se almacena un gas (1) licuado a presión, al menos una válvula de control de evaporación (3) y una válvula de llenado (5), estando todas las válvulas (3, 5) conectadas al depósito 5 estanco (2);

Caracterizado porque dicha al menos una válvula de control de evaporación (3) coopera con un sensor de temperatura y/o presión y un actuador destinado a controlar la apertura de dicha válvula de control de evaporación, de tal modo que el nivel de evaporación de GLP (1) que 10 permite el actuador depende directamente de la presión y/o temperatura detectadas por dicho sensor, regulando de este modo la presión y la temperatura interna en el depósito estanco (2);

Estando caracterizado también dicho sistema autónomo portátil y auto-refrigerante porque contiene además una válvula reguladora de carga (6) y un tubo (7) conectados entre sí, 15 destinados a facilitar el llenado del depósito estanco (2); pudiendo dicha válvula reguladora de carga (6) ser activada como la(s) válvula(s) de control de evaporación (3) o mediante un sensor de nivel.
2. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según la reivindicación 1, caracterizado 20 porque dicha válvula de llenado (5) y dicha al menos una válvula de control de evaporación (3) están dispuestas en serie sobre un mismo conducto o racor.
3. Sistema autónomo y portátil, auto-refrigerante, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está dotado de una válvula de inicio de refrigeración forzada 25 o de purga (8), destinado a provocar la evaporación brusca del GLP (1) y la purga del gas evaporado residual, permitiendo un enfriamiento inmediato del depósito estanco (2); pudiendo además dicha La válvula de inicio o de refrigeración forzada o de purga (8) puede ser activada como las válvulas de vaporización (3).

30
4. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende en las paredes internas del depósito estanco (2) de un sistema de aletas internas (9), hechas de material conductor de temperatura y destinadas a mejorar la transmisión de frío entre el GLP (1) y el depósito estanco (2).

35
5. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sistema de carga automático o manual conformado por una válvula de carga (5) y una botella de carga exterior (14); la cual irá rellenando automáticamente el depósito estanco (2) a medida que se vaya consumiendo el GLP (1); pudiendo dicha la válvula de llenado (5), ser activada como las válvulas de 40 vaporización (3) o mediante un sensor de nivel.
6. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un serpentín (10) está ubicado, bien a la salida de la válvula (3) o bien entre el depósito estanco (2) y la válvula de salida (3) que permite una mejora en la 45 difusión del frío generado.
7. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según la reivindicación 7, caracterizado porque un filtro de gases (11) está dispuesto a la salida del serpentín (10), o a la salida de la válvula (3), evitando la difusión directa del gas a la atmósfera. 50
8. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está integrado en un recipiente isotérmico (12), y por disponer de un sistema de evacuación de gases al exterior.
9. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de las reivindicaciones 5 anteriores, caracterizado porque dispone de al menos un habitáculo (13) en la superficie de enfriamiento, destinados a alojar contenedores con sustancias o elementos a refrigerar.
10. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según la reivindicación 9, caracterizado por estar integrado en un recinto isotérmico rígido o plegable (38) dotado de un sistema de cierre 10 (34).
11. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por su aplicación a la refrigeración de baterías eléctricas, equipos eléctricos o electrónicos (37). 15
12. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según la reivindicación 8 caracterizado porque el depósito estanco (2) dispone de una pluralidad de aletas en su exterior (14) en una posición correspondiente a dicho recipiente isotérmico (12) con el fin de aumentar la superficie difusora de frío. 20
13. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho depósito estanco (2) es el propio recipiente comercial de GLP (15), estando dicha válvula de control de evaporación (3) instalada en el racor de salida (16) de dicho recipiente, que ejerce simultáneamente la función de válvula de llenado. 25
14. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según la reivindicación 13, caracterizado por la fijación al recipiente comercial (botella) (15) de una carcasa (17) adaptada a la forma de la botella (15), estando dicha carcasa (17) construida de un material con un alto coeficiente de conductividad térmica, y dotada de unas aletas dispuestas hacia el exterior (18), permitiendo 30 una mayor transferencia térmica entre el recipiente comercial (15) y el ambiente a refrigerar.
15. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según la reivindicación 14, caracterizado porque la carcasa (17) tiene una configuración pivotante plegable (19) o modular (40), destinada a adaptarse al tamaño del recipiente comercial (15) que contiene el GLP (1), 35 disponiendo dicha carcasa (17) de un sistema de apertura y cierre (20) para permitir que la carcasa (17), sea fijada firmemente al recipiente comercial (15), que contiene el GLP (1).
16. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de la reivindicaciones 14 y 15, caracterizado porque la carcasa (17), lleva adherida en la zona de contacto con la botella 40 (21) un material conductor térmico, flexible, para optimizar la transferencia de frío entre ambos elementos.
17. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de la reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por la inclusión en las paredes internas del depósito estanco (2) de un 45 sistema de mallas o esponja (22) hechas de material conductor de temperatura, destinadas a optimizar la transmisión de frío entre el GLP (1) y las paredes internas del depósito estanco (2).
18. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de la reivindicaciones anteriores, caracterizado por el empleo de un capilar (41), para controlar la evaporación del 50 GLP (1) en sustitución de la válvula controladora de evaporación (3).
19. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de la reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un aislante térmico (23) destinado a limitar la proyección de frío para una zona delimitada.
20. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de las reivindicaciones 5 anteriores, caracterizado porque comprende un ventilador o turbina (24) accionado por electricidad, o bien neumáticamente aprovechando la propia evaporación del GLP (1).
21. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque está compuesto de varios sistemas de refrigeración 10 autónomos ajustados a diferentes temperaturas.
22. Sistema autónomo, portátil y auto-refrigerante, según la reivindicación 21, caracterizado porque los depósitos estanco (2) están interconectados entre sí, para incrementar la potencia frigorífica. 15