ES2576734T3 - Dispositivo y procedimiento para la refrigeración de espacios cerrados - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la refrigeración de espacios cerrados, en particular de instalaciones de telecomunicaciones (8), que se encuentran dispuestas dentro de contenedores (9), con un canal de admisión de aire obturable (10) para la entrada de aire ambiental del entorno al interior del contenedor (9), con un canal de escape de aire obturable (7) hacia el exterior del contenedor (9), un ventilador (6) dispuesto en el extremo del canal de escape de aire (7) del contenedor (9), y un dispositivo de mando (4) que trabaja en función del clima para controlar el ventilador (6), caracterizado por que el ventilador (6) ubicado en el exterior del contenedor (9) puede ser accionado por viento o mediante un motor eléctrico, y a través de la instalación de mando (4), en función de magnitudes de entrada especificadas y los parámetros climatológicos en el interior del contenedor (9), el accionamiento electromotor del ventilador (6) puede ser activado o desactivado y se produce una apertura, cierre y/o ajuste de las válvulas de admisión y escape de aire (3, 5) de los canales de admisión y escape de aire (7, 10), en donde el dispositivo de mando 4 dispone, como magnitudes de entrada especificadas, además de los parámetros climatológicos, como mínimo de los datos de potencia o velocidad del ventilador que se puede alcanzar con la carga de empuje existente del viento.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento para la refrigeracion de espacios cerrados
La presente invencion se refiere a un sistema de refrigeracion para espacios cerrados, en particular instalaciones de telecomunicaciones dotadas con armarios electronicos en forma de contenedores, describiendose su funcionamiento.
Este tipo de contenedores, que con frecuencia se usan en la operacion de mastiles de transmision para dispositivos tecnicos de teleforna movil, emplean equipos de aire acondicionado con fines de refrigeracion, lo que no solo resulta muy intensivo en cuanto al consumo de energfa, sino que tambien esta vinculado a elevadas emisiones de CO2.
En el documento EP 1 988 760 A1 se describe una instalacion de control de temperatura para un espacio cerrado en el exterior de un edificio protector, en donde se encuentran dispuestas unidades constructivas electronicas.
Mediante la introduccion, circulacion y salida dirigida de aire se quieren asegurar condiciones optimas de temperatura de funcionamiento y humedad relativa para las unidades constructivas electronicas, asf como prevenir la condensacion de humedad.
Tanto en la zona de las entradas de aire como tambien de las salidas de aire, al igual que tambien en el interior del espacio cerrado, se emplean para esto ventiladores y una instalacion de calefaccion que pueden controlarse a traves de una instalacion de mando en funcion de las temperaturas detectadas.
El contenedor descrito en el documento WO 2005/034599 A1 para componentes electronicos que irradian calor se usa en instalaciones de telecomunicaciones. El contenedor se divide en un espacio interior y un espacio exterior cerrado, en donde el aire puede fluir al espacio intermedio a traves de ranuras de ventilacion tanto hacia el interior como hacia el exterior. Los componentes electronicos se encuentran ubicados en el espacio interior que se encuentra equipado con una instalacion de aire acondicionado. Una segunda instalacion de aire acondicionado esta dispuesta en la pared intermedia entre el espacio cerrado interior y exterior.
Ademas de instalaciones de aire acondicionado, por el documento DE 20 2008 016 601 U1 se conoce tambien un dispositivo para la refrigeracion de espacios cerrados, el cual consiste de una carcasa que esta conectada con el espacio cerrado a traves de un canal de admision de aire dirigido hacia, y a traves de un canal de escape de aire proveniente de, el espacio cerrado, y en donde la carcasa dispone de por lo menos un canal de aspiracion de aire para aire ambiental del entorno, asf como por lo menos un canal de salida de aire hacia la atmosfera circundante, en donde el o los canales de aspiracion de aire hacia el interior de la carcasa y el canal de admision de aire hacia el espacio cerrado estan conectados entre sf mediante la interposicion de un ventilador, y en donde el canal de escape de aire hacia el exterior del espacio cerrado esta conectado con el o los canales de salida de aire al exterior de la carcasa, y en donde por lo menos en el canal de aspiracion de aire hacia el interior de la carcasa se encuentra dispuesto un filtro de aire.
Por el documento WO 2006/079865 se conoce otro dispositivo para la refrigeracion de espacios cerrados.
De manera ventajosa, tambien la conexion del canal de escape de aire hacia el exterior del espacio cerrado con el o los canales de aire desde el interior de la carcasa se efectua mediante la interconexion de un ventilador.
La desventaja de esta solucion es que el intercambio de aire con fines de refrigeracion se produce exclusivamente mediante ventiladores electricos.
Adicionalmente, se conocen ventiladores de rotor para la ventilacion de espacios. Una turbina hnbrida de este tipo se describe en el documento EP 5 1 360 442 B1 y se conoce en el mercado bajo el nombre de marca ecopower (marca registrada de la empresa australiana Edmonds). A este respecto, se trata de un ventilador de techo de laminillas.
El objetivo de la presente invencion consiste en proveer, en particular para contenedores emplazados de forma autarquica, tanto una solucion alternativa a las instalaciones de aire acondicionado, asf como tambien una solucion combinada con instalaciones de refrigeracion existentes, en donde el consumo de energfa de la instalacion se reduzca a un nivel mmimo, entre otras cosas debido al uso de las turbinas hnbridas previamente mencionadas.
Este objetivo se logra a traves de las caractensticas de la reivindicacion del dispositivo 1 y de la reivindicacion del procedimiento 6, mientras que otras formas de realizacion ventajosas son el objeto de las reivindicaciones subordinadas.
El dispositivo de acuerdo con la presente invencion para la refrigeracion de espacios cerrados, en particular de instalaciones de telecomunicaciones, ubicadas en el interior de contenedores, incluye un canal de admision de aire obturable para aire ambiental hacia el interior del contenedor, un canal de escape de aire obturable hacia el exterior del contenedor, un ventilador dispuesto al final del canal de escape de aire del contenedor, asf como un dispositivo
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de mando para el ventilador que trabaja en funcion de las condiciones climaticas, en donde el ventilador dispuesto en el exterior del contenedor puede ser accionado por el viento o por un motor electrico, en donde el accionamiento electromotor del ventilador puede ser activado o desactivado por el dispositivo de mando en funcion de las magnitudes de entrada especificadas y los parametros climaticos en el interior del contenedor, produciendose la apertura, el cierre y/o reajuste de las valvulas de admision y escape de aire de los canales de admision y escape de aire, y en donde el dispositivo de mando ademas de los parametros climaticos como magnitudes de entrada, tambien dispone como mmimo de los datos de potencia o velocidad del ventilador que se puede alcanzar con la carga de empuje existente del viento.
A este respecto, el ventilador preferentemente es una turbina tnbrida, en la que la propia turbina de viento funciona como una rueda de ventilador centnfuga accionada por un motor electrico.
En una forma de realizacion adicional, esta previsto que el dispositivo de mando este conectado, desde el punto de vista de la tecnica de mando, con una instalacion de aire acondicionado de funcionamiento autarquico, de tal manera que la instalacion de aire acondicionado pueda ser conectada o desconectada segun se requiera.
Adicionalmente, la realizacion del dispositivo preve que el dispositivo de mando pueda ser alimentado con los datos de medicion de la temperatura exterior a traves de un dispositivo de introduccion.
Para prevenir la entrada de polvo e insectos al interior del contenedor, esta previsto ademas que por lo menos en el canal de admision de aire se disponga un filtro de aire.
El procedimiento propuesto de acuerdo con la presente invencion para la refrigeracion del espacio interior de un contenedor que contiene elementos constructivos electronicos que irradian calor, y que presenta un canal de admision de aire para aire ambiental del entorno con una valvula de admision de aire ajustable y obturable, un canal de escape de aire hacia la atmosfera exterior con una valvula de aire de escape ajustable y obturable, un ventilador dispuesto en el extremo del canal de escape de aire en el exterior del contenedor y accionable por el viento o por un motor electrico, un circuito de mando para el accionamiento electromotor del ventilador y para ajustar las valvulas de admision y escape de aire, asf como por lo menos un dispositivo de introduccion para el circuito de mando, preve que el dispositivo de mando sea activado por instrucciones de mando especificadas y/o por una comparacion de valores nominales/reales de las magnitudes climatologicas especificadas con respecto a las magnitudes medidas en el interior del contenedor, y en donde el dispositivo de mando, en funcion de dicha comparacion de valores nominales/reales de las magnitudes climatologicas y las demas magnitudes de entrada relativas a la potencia o velocidad del ventilador alcanzable con la carga de empuje existente del viento, conecta o desconecta el accionamiento electromotor del ventilador y efectua un ajuste correspondiente de las valvulas de admision y escape de aire.
Por lo tanto, el ventilador, en particular en forma de turbina tnbrida, es accionado por el viento cuando la valvula de admision y de escape de aire se encuentra abierta. El contenedor es refrigerado por el aire circulante, sin requerir alimentacion de energfa.
Cuando se excede por lo menos uno de los parametros climatologicos especificados en el interior del contenedor, preferentemente un valor de temperatura interior, se produce la conexion auxiliar del accionamiento motriz del ventilador, de tal manera que el caudal de aire refrigerante tambien se puede mantener o aumentar cuando eventualmente se produzca un descenso de la fuerza de empuje del viento.
Si posteriormente se excede un parametro climatologico especificado en el interior del contenedor, de preferencia un valor de temperatura interior especificado, a pesar de la conexion adicional del accionamiento electromotor del ventilador, el dispositivo de mando emite una senal de alarma.
Si el contenedor dispone ademas de una instalacion de aire acondicionado desconectada hasta entonces, la misma puede ser conectada de forma adicional cuando se exceda por lo menos uno de los parametros climatologicos especificados en el interior del contenedor, de preferencia un valor de temperatura interior especificado, en cuyo caso se desconecta el accionamiento motriz del ventilador activado hasta entonces y se cierran las valvulas de admision y escape de aire. La refrigeracion se produce entonces exclusivamente por medio de la instalacion de aire acondicionado existente.
De manera analoga, cuando desciende la temperatura interior u otro de los parametros climatologicos, se desconecta entonces la instalacion de aire acondicionado, se conecta el accionamiento electromotor del ventilador y se abren las valvulas de admision y escape de aire, o bien se desconecta el funcionamiento electromotor, si el dispositivo de mando ha calculado la variante de refrigeracion mas favorable desde el punto de vista economico del consumo de energfa en base a los datos de entrada.
De manera ventajosa, a este respecto se anade la temperatura exterior medida en el exterior del contenedor como una magnitud de entrada adicional para ser procesada por el dispositivo de mando.
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Adicionalmente, el dispositivo propuesto permite que cuando no se alcance por lo menos un parametro climatologico especificado en el interior del contenedor, de preferencia un valor de temperatura interior, primero se cierre la valvula de admision de aire y con un descenso adicional de la temperatura tambien la valvula de escape de aire, o bien ambas valvulas al mismo tiempo. Un caso como el mencionado indica que se ha producido un fallo, de tal manera que al no alcanzarse un parametro climatologico especificado en el interior del contenedor, de preferencia un valor de temperatura interior especificado, el dispositivo de mando tambien emitira una senal de alarma.
El disparo de la alarma puede producirse de una manera conocida a traves de una visualizacion externa y/o por la transmision de una senal, tambien por medios radiotecnicos, a una central de control.
El dispositivo de acuerdo con la invencion sera descrito a continuacion con referencia a los dibujos.
En los dibujos:
La Fig. Imuestra el contenedor a ser refrigerado en una vista lateral A, y
La Fig. 2muestra el contenedor a ser refrigerado en una vista lateral B.
En las Fig. 1 y 2 se representa el dispositivo para la refrigeracion de instalaciones de telecomunicaciones 8, las cuales se encuentran dispuestas en contenedores 9. El contenedor 9 dispone de un canal de admision de aire obturable 10 para la entrada de aire ambiental exterior al interior del contenedor 9, un canal de escape de aire obturable 7 para la salida de aire desde el interior del contenedor 9, un ventilador 6 dispuesto en el extremo del
canal de escape de aire 7 en el exterior del contenedor 9 en forma de una turbina hforida que puede ser accionada
por el empuje del viento y adicionalmente por un electromotor. El contenedor 9 incluye ademas una instalacion de mando 4, por la que en funcion de las magnitudes de entrada prescritas y los parametros climatologicos especificados en el interior del contenedor 9 se puede activar o desactivar el accionamiento electromotor del ventilador 6, y a traves de la cual se produce la apertura, el cierre y/o ajuste de las valvulas de admision y escape de aire 3, 5 de los canales de admision y escape de aire 7, 10. Como magnitudes de entrada especificadas, el dispositivo de mando 4 dispone, ademas de los parametros climatologicos, como mmimo de los datos de potencia o velocidad del ventilador que se puede alcanzar con la carga de empuje existente del viento.
Si existe una instalacion de aire acondicionado 11 que pueda funcionar de forma autarquica, la misma podra ser incluida en el proceso economico-energetico de refrigeracion por medio de la turbina hforida, conectando el dispositivo de mando 4 con la instalacion de aire acondicionado 11 del contenedor 9 desde el punto de vista de la tecnica de mando, de tal manera que la instalacion de aire acondicionado pueda ser conectada o desconectada de forma adicional o auxiliar y en tal sentido las condiciones requeridas para el funcionamiento de la instalacion de aire acondicionado se puedan ajustar en el contenedor 9.
Adicionalmente, el dispositivo de mando 4 puede ser alimentado como mmimo con los datos de medicion de la temperatura exterior a traves de un dispositivo de introduccion.
Asimismo, se muestra que en el canal de admision de aire 10 se encuentra dispuesto por lo menos un filtro de aire 2.
Con la puesta en funcionamiento de los componentes electronicos 8 presentes en el contenedor 9, los componentes constructivos electronicos comienzan a irradiar calor, lo que se refleja en un incremento de la temperatura en el interior del contenedor 9, medido por el sensor 12.
El dispositivo de mando 4 registra este aumento de temperatura (> 15 °C) y abre las valvulas de admision y escape de aire 3 y 5. El ventilador configurado como turbina hforida 6 provee, debido a su accionamiento por el viento, una corriente de aire refrigerante proveniente del aire ambiental del entorno para refrigerar los componentes constructivos 8 (< 23 °C). Cuando el dispositivo de mando senalice que ya no hay viento suficiente para el accionamiento, o en caso de producirse un aumento adicional de la temperatura (> 23 °C) debido a una refrigeracion insuficiente, el dispositivo de mando 4 conectara el accionamiento electromotor del ventilador 6. A este respecto, el numero de revoluciones o velocidad del ventilador puede ser ajustable.
Si se determina que la refrigeracion es insuficiente, por ejemplo, debido a temperaturas exteriores demasiado altas, el dispositivo de mando desconecta el accionamiento electromotor del ventilador 6 con temperaturas alrededor de 30 °C, cierra las valvulas de admision y escape de aire 3 y 5 y activa la instalacion de aire acondicionado 11, que ahora se encarga de la refrigeracion por sf sola. Si no existe una instalacion de aire acondicionado, o si la temperatura continua aumentando, se produce la emision de una senal de alarma.
Obviamente, tambien es posible que tomando en cuenta los datos de funcionamiento y los datos medioambientales medidos se calcule el desarrollo previsto de la temperatura, y si el calculo da como resultado una situacion de riesgo o peligro, se emita prematuramente una senal de alarma. Esto normalmente se realiza por medios radiotecnicos dirigidos a una central.
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Si se registra un descenso de las temperaturas interiores en el contenedor 9, el proceso se invierte.
Los valores de temperature ubicados por debajo de un valor inferior predefinido tambien debenan resultar en la generacion de una senal de alarma, ya que esto sena un indicativo de un posible fallo de funcionamiento.
Obviamente, tambien es posible vigilar la ejecucion de las distintas etapas del procedimiento mediante sensores correspondientes, por ejemplo, la condicion cerrada de las valvulas de admision y escape de aire 3 y 5. Tambien los errores detectados a este respecto pueden desencadenar una alarma.
Los calculos hechos por el titular de esta solicitud han demostrado que con la instalacion propuesta, en comparacion con la refrigeracion mediante instalaciones de aire acondicionado actualmente predominante, se obtendna un ahorro de 1.500 KW/h por cada instalacion, asf como una reduccion de la emision de CO2 en el orden de 960 kg por instalacion. En vista de las aproximadamente 8000 estaciones de este tipo en Alemania, esto significa un enorme avance tecnico.
Lista de sfmbolos de referencia
1 Rejilla protectora, en particular contra los agentes meteorologicos
2 Filtro
3 Valvula de admision de aire con unidad de control
4 Instalacion de mando
5 Valvula de escape de aire con unidad de control
6 Ventilador
7 Canal de escape de aire
8 Dispositivos electronicos
9 Contenedor
10 Canal de admision de aire
11 Instalacion de aire acondicionado
12 Sensor
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REIVINDICACIONES
Dispositivo para la refrigeracion de espacios cerrados, en particular de instalaciones de telecomunicaciones
(8), que se encuentran dispuestas dentro de contenedores (9), con un canal de admision de aire obturable
(10) para la entrada de aire ambiental del entorno al interior del contenedor (9),
con un canal de escape de aire obturable (7) hacia el exterior del contenedor (9),
un ventilador (6) dispuesto en el extremo del canal de escape de aire (7) del contenedor (9),
y un dispositivo de mando (4) que trabaja en funcion del clima para controlar el ventilador (6), caracterizado
por que
el ventilador (6) ubicado en el exterior del contenedor (9) puede ser accionado por viento o mediante un motor electrico, y
a traves de la instalacion de mando (4), en funcion de magnitudes de entrada especificadas y los parametros climatologicos en el interior del contenedor (9), el accionamiento electromotor del ventilador (6) puede ser activado o desactivado y se produce una apertura, cierre y/o ajuste de las valvulas de admision y escape de aire (3, 5) de los canales de admision y escape de aire (7, 10),
en donde el dispositivo de mando 4 dispone, como magnitudes de entrada especificadas, ademas de los parametros climatologicos, como mmimo de los datos de potencia o velocidad del ventilador que se puede alcanzar con la carga de empuje existente del viento.
Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que
el ventilador (6) es una turbina tnbrida, en la que la propia turbina de viento funciona como una rueda de ventilador centnfuga accionada por un motor electrico.
Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que
el dispositivo de mando (4) esta conectado, desde el punto de vista de la tecnica de mando, con una instalacion de aire acondicionado (11) de funcionamiento autarquico, de tal manera que la instalacion de aire acondicionado (11) puede ser conectada o desconectada segun se requiera.
Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que
el dispositivo de mando (4) puede ser alimentado con datos de medicion de la temperatura exterior a traves de un dispositivo de introduccion.
Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que
por lo menos en el canal de admision de aire (10) se encuentra dispuesto un filtro de aire (2).
Procedimiento para la refrigeracion del espacio interior de un contenedor que contiene elementos constructivos electronicos que irradian calor, presentando
un canal de admision de aire para la entrada de aire ambiental del entorno con una valvula de admision de aire ajustable y obturable,
un canal de escape de aire hacia la atmosfera exterior con una valvula de escape de aire ajustable y obturable, un ventilador dispuesto en el extremo del canal de escape de aire en el exterior del contenedor, el cual puede ser accionado por viento o mediante un electromotor,
un circuito de mando para el accionamiento electromotor del ventilador y para ajustar las valvulas de admision y escape de aire, asf como
por lo menos un dispositivo de introduccion para el circuito de mando, caracterizado por que
el dispositivo de mando es activado por instrucciones de mando especificadas y/o por una comparacion de valores nominales/reales entre las magnitudes climatologicas medidas y especificadas en el interior del contenedor,
el dispositivo de mando, en funcion de la comparacion de valores nominales/reales de las magnitudes climatologicas y de las demas magnitudes de entrada sobre la potencia y velocidad del ventilador que se pueda alcanzar con la carga de empuje existente del viento, conecta o desconecta el accionamiento electromotor del ventilador y efectua un ajuste de las valvulas de admision y escape de aire.
Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado por que
el dispositivo de mando recibe los datos de la temperatura externa medida en el exterior del contenedor para su correspondiente procesamiento.
Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6 o 7, caracterizado por que
cuando no se alcance por lo menos un parametro climatologico especificado en el interior del contenedor, de preferencia un valor de temperatura interior, primero se cierre la valvula de admision de aire y con un descenso adicional de la temperatura tambien la valvula de escape de aire, o bien ambas valvulas al mismo tiempo.
Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que
cuando se exceda por lo menos un parametro climatologico especificado en el interior del contenedor, de preferencia un valor de temperatura interior, se abren las valvulas de admision y escape de aire, y con un ascenso adicional de la temperatura se conecta ademas el accionamiento motriz del ventilador.
5 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que
con una instalacion de aire acondicionado existente desconectada, al excederse por lo menos un parametro climatologico especificado en el interior del contenedor, de preferencia un valor de temperatura interior especificado, el accionamiento motriz del ventilador activado hasta entonces es desconectado y las valvulas de admision y escape de aire se cierran y se activa la instalacion de aire acondicionado.
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11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado por que
si se excede y/o no se alcanza un parametro climatologico especificado en el interior del contenedor, de preferencia un valor de temperatura interior especificado, el dispositivo de mando emite una senal de alarma.
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| US20120034861A1 (en) | 2012-02-09 |
| EP2416637A1 (de) | 2012-02-08 |
| EP2416637B1 (de) | 2016-03-16 |
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