ES2614261T3 - Sistema y procedimiento de gestión de los condensados líquidos de un intercambiador térmico - Google Patents

Abstract

Sistema de gestión de la recuperación y de la evacuación en forma líquida de los condensados de un intercambiador térmico, el mencionado sistema comprende: - un intercambiador térmico (32) que es apto para realizar operaciones de descongelación y para generar condensados, - un recipiente (42) de recuperación de los condensados procedentes del intercambiador térmico y que comprende al menos una abertura (46) por la cual se evacúan los condensados líquidos, - al menos un termostato (90) que es apto para medir la temperatura del aire del medio en el cual está colocado el mencionado recipiente y para compararla con un valor de consigna que es representativo de un riesgo de congelación de los condensados, caracterizado por que el sistema comprende: - al menos un elemento calentador (60) que es apto para calentar al menos una zona de dicho recipiente a partir de una información que es representativa del descongelamiento del intercambiador térmico por un sistema de descongelación automático del intercambiador térmico y cuando la temperatura medida del aire del entorno en el cual se encuentra el recipiente es inferior al valor de consigna.

Description

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DESCRIPCION

Sistema y procedimiento de gestion de los condensados Kquidos de un intercambiador termico

La invencion se refiere a un sistema y a un procedimiento de gestion de la recuperacion y de la evacuacion en forma Ifquida de los condensados de un intercambiador termico tal como un evaporador.

Es conocido recuperar los condensados procedentes de un intercambiador termico por medio de un recipiente de recuperacion de los condensados que esta generalmente situado bajo el intercambiador. Los condensados recuperados son seguidamente evacuados por un orificio atravesante previsto en el fondo del recipiente hacia un tubo de evacuacion o de libre circulacion. El recipiente esta generalmente formado por una placa metalica o de PVC. El documento EP 1403589 muestra un sistema como en el preambulo de la reivindicacion 1.

Sin embargo, con el fin de evitar que los condensados se congelen en el recipiente, este integra generalmente elementos calentadores que estan dispuestos de forma que cubran la totalidad o parte de la superficie del recipiente y que calientan el recipiente cuando la temperatura de este esta proxima a las condiciones de congelacion. Sin embargo, un sistema de este tipo presenta los inconvenientes siguientes:

- Los elementos calentadores estan conectados con un termostato unico que desencadenara el calentamiento en funcion de la temperatura exterior y cuando esta se encuentra proxima a las condiciones de congelacion. Los elementos calentadores funcionaran por consiguiente en continuo durante una gran parte de la estacion de calentamiento (aproximadamente un 60% del tiempo segun la norma NF EN 14825 si se considera el clima «medio» y una temperatura de basculamiento de 6oC).

- Cuando los elementos calentadores son activados y calientan, el calor se disipa en la placa metalica que forma el recipiente. Como la superficie de intercambio entre la placa y el aire ambiente es relativamente grande, la placa disipa todo el calor proporcionado por los elementos calentadores manteniendo una temperatura relativamente baja. Asf, el calentamiento continua ya que la temperatura esta siempre proxima a las condiciones de congelacion.

El consumo de energfa electrica de dicho sistema de gestion de la recuperacion de los condensados es por consiguiente bastante elevado.

En vista de lo que antecede resulta por consiguiente deseable poder reducir este consumo energetico.

La presente invencion tiene asf por objeto un sistema de gestion de la recuperacion y de la evacuacion en forma lfquida de los condensados de un intercambiador termico, caracterizado por que comprende:

- un intercambiador termico que es apto para realizar operaciones de descongelacion y para generar condensados,

- un recipiente de recuperacion de los condensados procedentes del intercambiador termico y que comprende al menos una abertura por la cual se evacuan los condensados lfquidos,

- al menos un termostato que es apto para medir la temperatura del aire del medio en el cual esta colocado el mencionado recipiente y para compararla con un valor de consigna que es representativo de un riego de congelacion de los condensados,

- al menos un elemento calentador que es apto para calentar al menos una zona de dicho recipiente a partir de una informacion que es representativa del descongelamiento del intercambiador termico por un sistema de descongelacion automatico del intercambiador termico y cuando la temperatura medida del aire del entorno en el cual se encuentra el recipiente es inferior al valor de consigna.

Sometiendo el funcionamiento de dicho al menos un elemento calentador, por una parte, al funcionamiento del termostato y, por otra parte, a la descongelacion del intercambiador termico se asegura que el calentamiento de los condensados lfquidos solo tendra lugar cuando coincidan ciertas condiciones predeterminadas, a saber cuando la generacion de los condensados es susceptible de producirse (operacion de descongelacion en curso o proxima) y cuando estos corren el riesgo de congelarse en el recipiente (el termostato detecta una temperatura proxima a las condiciones de congelacion). La operacion de calentamiento esta entonces controlada y limitada en el tiempo (el elemento calentador no calienta de forma permanente), lo cual genera econoirnas de energfa. El sistema permite por consiguiente minimizar el consumo electrico necesario para el calentamiento de la totalidad o parte del recipiente de forma particularmente sencilla. Se apreciara que la doble condicion es necesaria para garantizar el funcionamiento coherente de dicho al menos un elemento calentador en cualquier circunstancia. Una simple condicion relativa para la descongelacion no basta pues podna producir una puesta en funcionamiento no deseada de dicho al menos un elemento calentador cuando la unidad de intercambio termico se utiliza para producir fno (climatizacion). En efecto, el funcionamiento de la unidad de intercambio termico en la modalidad de fno o de climatizacion es, desde el punto de vista del ciclo frigonfico, perfectamente identica a su funcionamiento en una situacion de descongelacion. Por consiguiente, en esta situacion donde el intercambiador se utiliza para refrigerar (por consiguiente durante un periodo caliente) es el termostato sobre la temperatura exterior el que permite impedir la puesta en funcionamiento de dicho al menos un elemento calentador.

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El consumo energetico anual de dicho al menos un elemento calentador es por consiguiente despreciable ya que funciona menos de un 1% del tiempo de la estacion de calentamiento. Cuando no existe riesgo de helada, los condensados Kquidos son simplemente evacuados, de forma natural, a traves de la indicada al menos una abertura de evacuacion del recipiente sin tener que proporcionar la menor energfa.

El indicado al menos un elemento calentador es distinto de los medios de calentamiento del sistema de descongelacion automatica convencional que aseguran la descongelacion del intercambiador, el sistema segun la invencion no interfiere por consiguiente con la descongelacion automatica del intercambiador. El sistema segun la invencion no coopera o solo se interconecta con la descongelacion automatica por mediacion de la informacion recibida u obtenida indirectamente y que informa al indicado al menos un elemento calentador de una descongelacion en curso o proxima. El funcionamiento del sistema segun la invencion no modifica por consiguiente o no interfiere con el funcionamiento del sistema de descongelacion automatico del intercambiador. Por consiguiente puede facilmente anadirse a una instalacion o a un circuito frigonfico existente. El elemento calentador solo se interconecta con el recipiente y particularmente la o las partes o zonas a calentar.

Segun otras caractensticas posibles tomadas por separado o en combinacion una con la otra:

- el indicado al menos un elemento calentador es apto para calentar por circulacion de una corriente electrica en el indicado al menos un elemento calentador; el indicado al menos elemento calentador es asf apto para ser alimentado por una corriente electrica cuando, por una parte, el termostato detecta una temperatura de aire inferior al valor de consigna y, por otra parte, una operacion de descongelacion del intercambiador termico ha tenido lugar, esta en curso o se producira proximamente; la corriente de alimentacion del elemento calentador no se inyecta por consiguiente en este ultimo mas que en caso de doble condicion: una temperatura muy baja del aire (susceptible de provocar la congelacion de los condensados) y una descongelacion del intercambiador que esta prevista;

- el indicado al menos un elemento calentador no es apto para calentar el intercambiador termico; en efecto, el indicado al menos un elemento calentador sirve para calentar el recipiente cuando coinciden ciertas condiciones pero no participa en la descongelacion del intercambiador termico, estando esta descongelacion asegurada de forma convencional por medios de calentamiento distintos; el indicado al menos un elemento calentador esta por consiguiente dedicado unicamente para el calentamiento de la totalidad o parte del recipiente y esta por consiguiente dimensionado en consecuencia sin tener necesidad de ser dimensionado igualmente para descongelar el intercambiador (consumo energetico reducido); el mencionado al menos un elemento calentador esta generalmente distante del intercambiador termico y por consiguiente no puede calentar este ultimo;

- el mencionado al menos un elemento calentador es apto para calentar particularmente en funcion de una informacion recibida de un sistema de descongelacion automatico del intercambiador termico o en funcion de una informacion de temperatura de un circuito frigonfico del cual forma parte el intercambiador termico (informacion indirecta representativa de una descongelacion); en efecto, cuando interviene una descongelacion del intercambiador termico, se produce un cambio brusco de temperatura en el circuito frigonfico y la deteccion de dicha variacion de temperatura es representativa de forma indirecta de una descongelacion;

- el recipiente comprende al menos un canal destinado para recoger los condensados y que esta inclinado segun su longitud con el fin de conducirlos hacia la indicada al menos una abertura de evacuacion de los mencionados condensados que esta prevista en el fondo del indicado al menos un canal, presentando el indicado al menos un elemento calentador una forma general alargada y estando posicionado en el fondo del indicado al menos un canal; asf, la unica zona calentada del recipiente es la del canal, lo cual evita tener que calentar la casi totalidad de la superficie del recipiente;

- al menos un elemento calentador esta recubierto con un material disipador termico; esto permite disipar rapidamente en el canal el valor desprendido por el indicado al menos un elemento calentador y, asf, transmitirlo a los condensados;

- el mencionado al menos un elemento calentador esta revestido en su superficie superior por una banda metalica que se extiende en el fondo del indicado al menos un canal, a lo largo de este y transversalmente; esta disposicion permite repartir rapidamente sobre una superficie extensa en el fondo del canal el calor desprendido; la banda se extiende por la extension del canal y transversalmente sobre al menos una parte de su anchura (el canal esta generalmente enmarcado por paredes laterales inclinadas);

- el recipiente comprende una placa en la cual esta previsto el indicado al menos un canal, presentando la placa una superficie superior que esta inclinada en direccion al indicado al menos un canal; esto permite dirigir los condensados hacia el canal;

- la placa esta hecha de poliestireno o en otra materia plastica celular estanca y de baja conductividad y efusividad termica; teniendo la placa asf una efusividad termica muy baja (una baja efusividad es inferior a 100 J.m'2K'1.s'1/2) incluso en caso de temperatura muy baja del aire, los condensados que caen sobre la placa pueden diffcilmente congelarse en su contacto; presentando la placa una conductividad termica muy baja, la energfa termica que es transmitida por el indicado al menos un elemento calentador a la placa se disipa muy lentamente en el interior de esta, mientras que la misma se disipa muy rapidamente en los condensados por mediacion del material disipador termico; esta constitucion de la placa permite minimizar la potencia electrica necesaria en el elemento calentador para calentar la totalidad o parte de la placa;

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- el mencionado al menos un canal tiene una forma general en vista por encima que corresponde a la forma general del intercambiador termico situado por encima del indicado al menos un canal;

- el mencionado al menos un canal es un canal que se extiende en la placa bajo la forma general de una L en vista por encima;

- el intercambiador termico esta contenido en un recinto delimitado por paredes, estando previsto al menos un orificio atravesante en una de las indicadas paredes que esta dispuesta bajo el intercambiador termico en la vertical del canal;

- varios orificios estan previstos en la indicada pared en la vertical del canal y estan dispuestos segun la direccion de extension del canal;

- el indicado al menos un elemento calentador es un hilo calentador que solo esta presente en el canal; esto resulta particularmente ventajoso en terminos de consumo electrico pues el hilo no calienta grandes superficies;

- el valor de consigna representativo de un riesgo de congelacion de los condensados es inferior al 5oC;

- el sistema comprende un dispositivo de evacuacion por un rebosadero de condensados;

- el dispositivo de evacuacion de rebosadero esta conectado con el indicado al menos un canal.

La invencion tiene igualmente por objeto un procedimiento de gestion de la recuperacion y de la evacuacion en forma lfquida de los condensados de un intercambiador termico en un recipiente de recuperacion de los condensados, siendo el intercambiador termico apto para realizar operaciones de descongelacion y para generar condensados, caracterizado por que el procedimiento comprende las etapas siguientes:

- medicion de la temperatura del aire del medio en el cual esta situado el recipiente de recuperacion de los condensados y comparacion con un valor de consigna que es representativo de un riesgo de congelacion de los condensados,

- suministro de una informacion representativa de la descongelacion del intercambiador termico,

- calentamiento de al menos una zona de dicho recipiente a partir de la informacion representativa de la descongelacion del intercambiador termico y cuando la temperatura medida del aire del entorno en el cual se encuentra el recipiente es inferior al valor de consigna.

El calentamiento del recipiente solo interviene por consiguiente cuando coincide la doble condicion expuesta anteriormente: una informacion representativa de la descongelacion del intercambiador termico es generada y proporcionada a uno o varios elementos calentadores que estan destinados para calentar el unico recipiente y la temperatura del entorno se encuentra proxima a las condiciones de congelacion de los condensados (temperatura igual o inferior a un umbral predeterminado). Las otras ventajas expuestas anteriormente en relacion con el sistema pueden igualmente aplicarse aqu pero no seran repetidas. Se apreciara que el procedimiento puede no obstante aplicarse a un sistema que no es necesariamente el expuesto anteriormente sino que puede mantener las ventajas de este sistema en la medida en que estas ventajas esten mas relacionadas con el funcionamiento del sistema que con su estructura.

Segun otras caractensticas posibles tomadas por separado o en combinacion una con la otra:

- el calentamiento de la indicada al menos una zona del recipiente no participa en la descongelacion del intercambiador termico;

- la etapa de calentamiento de la indicada al menos una zona del recipiente y la etapa de descongelacion del intercambiador termico se cubren total o parcialmente en el tiempo, es decir que estas etapas tienen al menos un penodo de tiempo en comun; el calentamiento se produce asf durante al menos una parte del ciclo de descongelacion con el fin de que los condensados lfquidos procedentes de la descongelacion no tengan tiempo de solidificarse, lo que podna ser el caso si el calentamiento del recipiente solo interviniese una vez terminado la descongelacion.

Al menos algunas de las caractensticas expuestas anteriormente en relacion con el sistema pueden igualmente ser retomadas para el procedimiento indicado mas arriba.

Otras caractensticas y ventajas apareceran en el transcurso de la descripcion que sigue, dada unicamente a tttulo de ejemplo no limitativo y realizada con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquematica de un sistema de gestion de la recuperacion y de la evacuacion de los condensados lfquidos de un intercambiador termico segun un modo de realizacion de la invencion;

- la figura 2 es una vista esquematica por encima de una unidad de intercambio termico establecida sobre un recipiente de recuperacion de condensados;

- la figura 3 es una vista esquematica en perspectiva de una placa que forma el recipiente de recuperacion de los condensados de la figura 2;

- la figura 4 es una vista esquematica en seccion axial vertical de la unidad de intercambio termico establecida sobre el recipiente de recuperacion de los condensados de la figura 2;

- la figura 5 es una vista esquematica en seccion transversal vertical de la placa de la figura 3;

- la figura 6 es una vista esquematica en perspectiva de la placa de la figura 3 vista por detras y sobre la cual

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se han fijado carriles para la instalacion de la unidad de intercambio termico de la figura 2;

- la figura 7 es una vista esquematica en perspectiva de la placa de la figura 6 vista por delante y sobre la cual la unidad de intercambio termico de la figura 2 ha sido establecida;

- la figura 8 ilustra otro modo de realizacion del sistema de la figura 1.

El sistema de gestion de la recuperacion y de la evacuacion de los condensados lfquidos de un intercambiador termico segun la invencion se describira ahora dentro del marco de un ejemplo de realizacion haciendo referencia a las figuras 1 a 7.

Como se ha representado en la figura 1 y designado por la referencia general indicada por 10, un edificio tal como una vivienda comprende varias habitaciones o locales de los cuales solo dos, referenciados 12, 14, estan representados en vista por encima, separados por un tabique interior 11 unido a un muro exterior 13.

Un sistema 20 de calefaccion del edificio esta instalado en el edificio 10. Este sistema esta basado en el principio de la bomba de calor y se trata por ejemplo del tipo de unidades de intercambio termico separadas (conocido tambien bajo el nombre de tecnologfa «split» en terminologfa anglosajona).

El sistema 20 comprende una primera unidad de intercambio termico 22 que esta instalada en el local 12 no calentado y que comprende un compresor, un evaporador, y un organo de descompresion (no representados en la figura).

Esta primera unidad 22 esta por ejemplo encerrada en el interior de un cajon 24.

El sistema 20 comprende igualmente una segunda unidad de intercambio termico 26 instalada en el local 14 que es calentado. La segunda unidad 26 comprende por ejemplo un condensador (no representado) y un equipamiento de regulacion con organos dedicados al pilotaje del sistema de calefaccion y a la gestion de la comodidad climatica de la vivienda. El condensador permitira, por ejemplo, calentar el agua que circula por las tubenas conectadas con los tubos de un suelo calefactor.

Segun una variante no representada, una o varias otras «segundas» unidades de intercambio termico 26 pueden ser instaladas en otros locales o habitaciones del edificio (tecnologfa «multi-split» en terminologfa anglosajona).

La primera unidad de intercambio termico 22 esta conectada con la segunda unidad 26 mediante conexiones frigonficas no representadas que transportan el fluido caloportador con cambio de estados que se utiliza en el circuito frigonfico.

La primera unidad de intercambio termico 22 es ilustrada en vista por encima de forma esquematica en la figura 2 y comprende, en el interior de un recinto 23 los principales componentes de esta unidad, a saber:

- un intercambiador termico de tipo evaporador 32 que tiene en vista por encima, por ejemplo, una forma general de L (cualquier otra forma puede ser adecuada tal como una forma rectilmea) y por el cual circula el fluido caloportador de cambios de estados anteriormente citado (se apreciara que el intercambiador puede alternativamente no llevar el retorno de la L y asf adoptar una forma rectilmea en vista por encima),

- un ventilador 34 que tiene por funcion aspirar el aire de entrada en el recinto 23 de la unidad 22 (segun las dos flechas A1 y A2) para hacerle atravesar el intercambiador 32 y expulsarlo a la salida del recinto 40 (segun la flecha A3),

- un organo de descompresion 36 dispuesto no arriba del evaporador (segun el circuito frigonfico) y que permite al fluido caloportador entrar en el evaporador 32 a baja presion y baja temperatura,

- un compresor 38 dispuesto no abajo del evaporador (segun el circuito frigonfico) y que aumenta la presion y la temperatura del fluido en estado gaseoso. El organo de descompresion 36 y el compresor 38 no estan individualizados sino representados aqrn en un solo y mismo bloque.

Un recipiente 42 de recuperacion de los condensados lfquidos generados por el intercambiador termico 32 esta dispuesto por debajo de la unidad de intercambio termico 22 alojada en su recinto 23. El contorno del recipiente 42 esta ilustrado esquematicamente con lmeas de trazo interrumpido en la figura 2. La unidad 22 esta por ejemplo implantada sobre el recipiente 42 como se describe ulteriormente.

El recipiente 42 toma por ejemplo la forma de una placa ilustrada en perspectiva en la figura 3.

Un canal 44 esta ahondado en el espesor de la placa y se extiende longitudinalmente bajo una forma correspondiente sustancialmente a la forma general del intercambiador 32 proyectada sobre la placa (en vista por encima).

El fondo de este canal 44 esta inclinado (segun la direccion longitudinal de extension del canal) con el fin de dirigir por gravedad los condensados lfquidos recogidos por el canal hacia una abertura atravesante 46 de evacuacion de los condensados que esta realizada en el fondo del canal, en un extremo de este (ver la seccion axial vertical de la

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figura 4) en esta figura solo los elementos principales del sistema han sido representados, no habiendo sido los otros elementos representados en un intento de claridad). Un tubo 48 de evacuacion puede ser introducido en la abertura atravesante 46 con el fin de guiar la circulacion de los condensados hacia abajo, por debajo de la placa 42.

La placa 42 tiene una superficie superior 42a que esta igualmente dispuesta en pendiente en la direccion del canal 44 (siguiendo una direccion transversal con relacion a la direccion longitudinal de extension del canal) para facilitar la circulacion de los condensados (ver la seccion transversal vertical de la figura 5). El canal 44 forma asf una cavidad en el espesor de la placa 42 y que comprende en el fondo una ranura central 50. Esta ranura 50 esta ahondada en el fondo del canal 44 con el fin de constituir el punto mas bajo de este.

El canal 44 esta delimitado por dos superficies 44a, 44b que se extienden a partir de la superficie superior 42a de forma inclinada en direccion al fondo. Como se ha representado en la figura 5, las dos superficies 44a, 44b estan inclinadas formando cada una una doble pendiente, a saber una primera pendiente formada por un primer lado inclinado P1 y una segunda pendiente mas suave que la primera, formada por un segundo lado inclinado P2, para juntar la ranura central 50. Alternativamente, las dos superficies laterales 44a, 44b juntan la ranura central 50 formando un redondeado (sin ruptura de angulo entre dos lados inclinados consecutivos).

El canal 44 comprende una primera parte 44c correspondiente al mas largo de los dos brazos de la L que se extiende desde la abertura 46 situada a la altura de un primer borde 42b de la placa hasta el extremo del segundo brazo 44d (segunda parte del canal) de la L.

La segunda parte del canal 44d o segundo brazo forma un codo a partir del extremo de la primera parte 44c y se extiende hasta un segundo borde 42c de la placa adyacente al primer borde 42b.

Un elemento calentador 60 esta dispuesto en el interior de la ranura central 50 del canal (fig. 5) y se extiende segun la casi totalidad de la longitud del canal.

Este elemento calentador alargado 60 es por ejemplo un hilo calentador.

Como se ha ilustrado en la figura 5, una banda de material disipador termico 70 tal como una banda metalica, por ejemplo de aluminio, esta situada en el fondo del canal, por encima de la ranura 50 alojando el elemento calentador 60 (en las figuras 3 y 4 la banda 70 no esta representada en un intento de claridad), sobre la totalidad o parte de la anchura del canal. Esta banda 70 que es fuertemente conductora termica permite disipar rapidamente el calor producido por el elemento calentador que la misma cubre cuando este es activado y genera calor.

Se apreciara que colocando el elemento calentador 60 en el fondo de la ranura 50 que esta dispuesta en una cota inferior a la del fondo del canal y cubriendo la abertura superior de la ranura por la banda 70 se asegura que los condensados ftquido no podran estancarse alrededor del elemento calentador. Esto sena el caso si el elemento calentador estuviese directamente dispuesto en el fondo plano o inclinado del canal, en su parte mas encajada.

A tftulo de ejemplo, el hilo calentador disipa 50 W/m y la banda tiene una anchura de 50 mm y un espesor inferior a 2 mm y, de preferencia, inferior a 1 mm, y por ejemplo, igual a 0,3 mm. El espesor es seleccionado lo mas bajo posible con el fin de minimizar la capacidad termica de la banda.

La placa 42, en cuanto a la misma, esta hecha de un material de baja conductividad termica, lo cual permite favorecer la evacuacion del calor generado por el elemento calentador por el lado de la banda disipadora 70.

El material constitutivo de la placa es, por ejemplo, poliestireno, mas particularmente, de tipo peftcula, incluso otra materia plastica celular estanca, de baja efusividad termica (inferior a 100 J. m-2.K-1.s-1/2) y adaptada para esta utilizacion.

A tftulo de ejemplo, la banda metalica esta hecha de un material con un coeficiente de conductividad termica superior o igual a 10 W/m. oC, mientras que el material de la placa tiene un coeficiente de conductividad termica inferior a 0,1 W/m.oC.

Se apreciara que la ruptura de pendiente entre los dos lados inclinados P1 y P2 sirve de senal para el posicionamiento de la banda 70 en el fondo del canal 44.

La anchura segun la cual se extiende la banda de material disipador termico 70 puede variar en funcion de su espesor. El objetivo es minimizar la capacidad termica de la banda y por consiguiente su volumen, una banda muy poco densa (<0,5 mm) puede facilmente cubrir toda la anchura del canal (superior a 100 mm de ancho) sin tener demasiados impactos sobre el consumo energetico.

Como se ha representado esquematicamente en las figuras 2 y 4, el recinto 23 que encierra la unidad de intercambio termico 22 comprende un zocalo 23a que esta perforado por una pluralidad de orificios atravesantes 80 dispuestos en la vertical de la primera parte del canal 44c y bajo el intercambiador 32.

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Estos orificios 80 permiten evacuar fuera del recinto 23 de la unidad de intercambio termico los condensados que se han formado en forma solida (hielo) sobre el intercambiador 32 y que son seguidamente recogidos por gravedad en forma de lfquido en el canal 44 despues de la descongelacion del intercambiador.

Alternativamente, el zocalo 23a podna no tener mas que un solo orificio en la vertical del canal o un numero reducido de orificios con relacion al ilustrado en las figuras.

Como se ha representado en la figura 3, dos relieves 42d, 42e, paralelos entre sf y cruzando perpendicularmente la parte 44c del canal, estan previstos en el espesor de la placa 42. Dos alojamientos o cavidades de extension vertical, respectivamente indicadas por 42d1, 42d2 y 42e1, 42e2, estan previstas en los dos extremos opuestos de cada relieve 42d y 42e.

La figura 6 ilustra una vista en perspectiva de la placa 42 por el lado del borde 42c. Dos carriles 52, 54 se extienden por el interior de los dos relieves respectivos 42d y 42e y presentan cada uno dos extremos libres recurvados con el fin de acoplarse en las cavidades respectivas opuestas de cada relieve. En el fondo de cada cavidad un organo amortiguador por ejemplo de tipo puntos anti-vibracion (conocido tambien con el nombre de «silent bloc» en terminologfa anglosajona) esta dispuesto y en el extremo libre curvado correspondiente del carril esta montado sobre este organo. En la figura 6, solo dos organos 56, 58 estan representados respectivamente en el fondo de las cavidades 42d2 y 42e2 y los extremos curvados 52a y 54a de los carriles 52 y 54 estan respectivamente fijados sobre los organos correspondientes.

La figura 7 ilustra el recinto 23 de la unidad 22 posicionada sobre los carriles 52 y 54 por mediacion de patas de fijacion de las cuales solo dos, 62 y 64, estan representadas. El recinto de la figura 7 se encuentra en la posicion de implantacion del recinto de la figura 4. El recinto ha sido colocado haciendo deslizar las patas por la parte superior de los carriles, a lo largo de estos hasta la posicion de parada haciendo tope. Los carriles tienen por objeto servir de elementos de guiado para llevar la unidad de intercambio termico 22 a su posicion de implantacion por encima de la placa. Asf, el recinto 23 se apoya sobre los carriles 52, 54 que estan montados de forma amortiguante sobre una base metalica 66 (figura 6) sobre la cual esta dispuesta la placa 42. Se limita asf fuertemente la transmision de las vibraciones del recinto 23 a la base 66 (reduccion del nivel de ruido).

Se apreciara que un dispositivo de rebosadero 82 (figura 3) esta previsto en la placa 42 y se comunica con el canal 44 con el fin de poder evacuar un rebosadero de condensados lfquidos del canal (en el caso en que la abertura 46 no baste para la evacuacion). Un dispositivo de este tipo comprende un canal 84 que se extiende transversalmente al canal a partir de la zona del canal que esta proxima a la abertura 46 y en direccion a un borde de la placa, por ejemplo, el borde 42c. El canal esta ahondado a partir de la superficie superior 42a de la placa.

La figura 1 ilustra el principio de un sistema segun un modo de realizacion de la invencion para la gestion de la recuperacion y de la evacuacion de los condensados de un intercambiador tal como el evaporador 32.

El sistema comprende el hilo calentador 60 que tiene una resistencia electrica R y forma un circuito electrico (conectado a una fase y al neutro) abierto en dos lugares del circuito: un primer lugar donde esta localizado un termostato 90 en el interior del cajon 24 (en el local 12) y un segundo lugar donde esta localizado un contactor 92 en la segunda unidad de intercambio termico 26 (en el local 14). Se apreciara que el termostato 90 esta implantado en la parte 44d del canal, de forma adyacente al borde 42c de la placa.

Como se ha ilustrado en la figura 3, el hilo calentador forma un bucle en el interior de la cubierta 60 del elemento calentador a nivel del termostato 90. El hilo calentador es alimentado electricamente por la misma fuente de energfa que la utilizada para la unidad 22.

El termostato 90 y el contactor 92 estan montados en serie en el circuito si bien la corriente electrica solo puede circular por la resistencia electrica del hilo calentador si estos dos elementos estan los dos cerrados.

El contactor 92 esta conectado con una tarjeta electronica 94 que pilota la parte de regulacion del sistema de bomba de calor. La tarjeta electronica 94 lee la informacion de descongelacion, descongelacion que se realiza de forma conocida y automatica por inversion del ciclo del evaporador 32 de la primera unidad 22. Una operacion de descongelacion comienza por la conmutacion de una valvula (por ejemplo valvula de 4 vfas) que permite invertir el ciclo y se acaba por la conmutacion inversa de esta valvula.

Asf, cuando la descongelacion del evaporador se encuentra en el punto de producirse (o en curso), una informacion correspondiente de descongelacion es enviada por la tarjeta 94 al contactor 92, lo cual provoca el cierre del circuito a nivel del contactor.

Por otro lado, el termostato 90 mide la temperatura del aire del entorno en el cual se encuentra el recipiente 42 (principalmente en el lugar donde el aire esta en contacto con el recipiente) y la compara con un valor de consigna que es ajustado de forma que el interruptor del termostato se cierre cuando la temperatura del aire medida es lo suficientemente baja como para correr el riesgo de congelar los condensados en el recipiente. De forma general, la

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temperatura de consigna es seleccionada de forma que este proxima a la temperatura de solidificacion de los condensados. Una temperatura de este tipo de consigna es por ejemplo inferior a los 5oC.

Por consiguiente, cuando la descongelacion del evaporador es controlada de forma automatica y cuando la temperatura del aire en contacto con el recipiente es lo suficientemente baja, el circuito electrico de la figura 1 se cierra. Esto permite el establecimiento de una corriente electrica en el hilo calentador 60 y por consiguiente la generacion de calor en la ranura central 50 y en el fondo del canal por mediacion de la banda disipadora 70. El calentamiento de una parte del recipiente tiene por consiguiente lugar durante al menos una parte de la operacion de descongelacion. Asf, la parte en cuestion del recipiente esta caliente cuando los condensados llegan a esta parte, lo cual evita la congelacion de estos ultimos. Se apreciara que el elemento calentador puede ser activado en el momento en que el ciclo de descongelacion comienza o poco despues y ser desactivado al final del ciclo, incluso prolongado despues de este ultimo. Los condensados que caen en forma de ftquido en el canal (como consecuencia de la descongelacion del intercambiador) y estan en contacto con la banda 70 que disipa el calor liberado por el elemento calentador 60 son asf mantenidos a una temperatura suficiente para descartar cualquier riesgo de congelacion de los condensados. La temperatura debe ser suficiente para que los condensados permanezcan en forma ftquida y puedan asf ser evacuados por drenaje (de forma economica) pero la misma no debe ser demasiado elevada con el fin de no consumir inutilmente energfa. Los condensados ftquidos recogidos en el canal son evacuados por gravedad fluyendo a lo largo de este hasta la abertura 46 que atraviesa la placa 42.

Asf, el funcionamiento del elemento calentador es servomandado, por una parte, en la descongelacion automatica del intercambiador 32 y, por otra parte, en la temperatura del aire que circunda del elemento calentador.

Una concepcion de este tipo permite realizar econoirnas sobre el consumo de energfa electrica ya que solo calienta cuando los riesgos de congelacion de los condensados en el recipiente se han comprobado. Ademas el calentamiento esta adaptado con el fin de mantener justo los condensados en estado ftquido (consumo energetico del sistema minimizado).

El acoplamiento del sistema de descongelacion automatica al funcionamiento del elemento calentador permite igualmente minimizar el consumo energetico del sistema. En efecto, la descongelacion automatica permite evitar que una capa de escarcha demasiado importante se acumule sobre el intercambiador termico que funciona por consiguiente de forma mas economica, menos condensados son generados durante la descongelacion y el tiempo de funcionamiento del elemento calentador es asf reducido.

Por otro lado, la zona calentada tiene una superficie relativamente reducida con relacion a toda la superficie de la placa 42. Este calentamiento localizado (debido particularmente a la utilizacion de un hilo calentador) contribuye igualmente a reducir el consumo de energfa electrica con relacion a una situacion donde la casi totalidad de la superficie de la placa 42 de recuperacion de los condensados sena calentada.

Se apreciara que el sistema segun este modo de realizacion de la invencion es particularmente sencillo de concepcion ya que, aparte de la electronica convencional necesaria para la descongelacion del intercambiador, ninguna otra electronica es necesaria y solo se utiliza un termostato. Ningun tratamiento de senal procedente de diferentes captadores es necesario para poner en practica el sistema segun la invencion.

A tftulo de variante, el perfil transversal del canal, su anchura, su forma de extension longitudinal, la forma de la ranura central pueden variar segun las necesidades y la aplicacion, particularmente en funcion de la disposicion y de la forma del o de los intercambiadores de los cuales conviene recuperar y evacuar los condensados ftquidos.

En funcion de la aplicacion el numero de canales que son aptos para ser calentados puede igualmente variar y, por ejemplo, el numero de elementos calentadores (uno por canal).

El sistema puede comprender mas de una abertura atravesante 46 segun las necesidades y/o la configuracion del o de los intercambiadores y del recipiente.

A tftulo de variante, algunos elementos del circuito anteriormente citado (tal como el contactor 92) pueden estar dispuestos por otro lado en la segunda unidad de intercambio termico 26 o cerca de esta ultima y, por ejemplo, en la primera unidad de intercambio termico 22 o cerca de esta ultima.

Segun tambien otra variante, el contactor 92 esta dispuesto en la unidad de intercambio termico 22 y no en la unidad de intercambio termico 26. La unidad de intercambio termico 22 comprende igualmente una unidad o tarjeta electronica que dispone de la informacion de descongelacion y que esta conectada con el contactor para funcionar como en el esquema de la figura 1 y cerrar el circuito a nivel del contactor en caso de descongelacion. Esta variante facilita las operaciones de instalacion del sistema ya que se utiliza la informacion de descongelacion alft donde es generada (a nivel de la unidad de intercambio termico 22).

Se apreciara que el aspecto innovador que acaba de ser descrito no esta limitado al modo que acaba de describirse haciendo referencia a las figuras 1 a 7 (con la primera unidad de intercambio termico 22 en un cajon 24).

5

10

15

20

25

30

La invencion es aplicable a cualquier sistema de enfriamiento, climatizacion o calentamiento que comprenda, por una parte, un intercambiador termico que sea apto para realizar operaciones de descongelacion bajo control de un sistema de descongelacion automatico (distante o que forma parte de la unidad de intercambio termico que incluye el intercambiador) y para generar condensados lfquidos y, por otra parte, un dispositivo o recipiente de recuperacion de los condensados al cual esta asociado al menos un elemento calentador que es apto para calentar al menos una parte del dispositivo o recipiente.

La invencion puede particularmente aplicarse a un sistema de enfriamiento, climatizacion o calentamiento del tipo de unidades de intercambio termico separadas.

La invencion puede alternativamente aplicarse a un sistema de enfriamiento, climatizacion o calentamiento de tipo monobloque, es decir del cual todos los componentes del circuito frigonfico estan contenidos en una misma cofre, cajon o armario.

La figura 8 ilustra de forma esquematica un sistema segun otro modo de realizacion de la invencion para la gestion de la recuperacion y de la evacuacion de los condensados de un intercambiador tal como el evaporador 32.

El sistema 200 de calefaccion del edificio 10 comprende los elementos de la figura 1, a saber las unidades 22 y 26 conectadas con un circuito frigonfico 210 que no esta representado en la figura 1. El sistema 200 comprende igualmente el elemento calentador 220 (por ejemplo: hilo calentador) que es por ejemplo identico al hilo calentador 60 de la figura 1 excepto la ausencia del contactor 92 conectado con la tarjeta 94 de la figura 1 y la presencia de un contacto o conmutador suplementario 222.

Este modo de realizacion difiere en efecto del de la figura 1 por el hecho de que un termostato suplementario 222 esta instalado en el circuito frigonfico 210 del cual forma parte el intercambiador termico 22 ademas del termostato de aire ambiente 90. El termostato 222 comprende un contactor que esta presente en el circuito electrico 220 y los dos termostatos estan montados en serie en el circuito electrico si bien la corriente electrica no puede circular por la resistencia electrica del hilo calentador salvo si estos dos elementos estan los dos cerrados.

En este modo ninguna informacion de descongelacion es proporcionada (por ejemplo enviada por la tarjeta 94 de la figura 1) cuando la descongelacion del evaporador esta a punto de producirse (o en curso). En efecto, en el caso presente, la informacion representativa de la descongelacion del intercambiador es indirectamente obtenida por el termostato adicional 222 situado en el circuito frigonfico (este termostato proporciona una informacion de temperatura del circuito). Este termostato adicional detecta una brusca variacion de temperatura en el circuito cuando la descongenlacion del intercambiador se produce (fenomeno bien conocido) y cierra el contacto correspondiente en el circuito electrico cuando la temperatura alcanza un valor de consigna (mismo principio de funcionamiento que para el termostato 90). De igual modo, cuando el termostato 90 detecta una temperatura proxima a las condiciones de congelacion el contacto correspondiente se cierra en el circuito.

El cierre de los dos contactos en serie permite entonces el paso de una corriente electrica en el elemento calentador. Todo lo que ha sido mencionado anteriormente a proposito del modo de la figura 1 se aplica igualmente aqrn.

Claims (14)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   REIVINDICACIONES

   1. Sistema de gestion de la recuperacion y de la evacuacion en forma Ifquida de los condensados de un intercambiador termico, el mencionado sistema comprende:

   - un intercambiador termico (32) que es apto para realizar operaciones de descongelacion y para generar condensados,

   - un recipiente (42) de recuperacion de los condensados procedentes del intercambiador termico y que comprende al menos una abertura (46) por la cual se evacuan los condensados lfquidos,

   - al menos un termostato (90) que es apto para medir la temperatura del aire del medio en el cual esta colocado el mencionado recipiente y para compararla con un valor de consigna que es representativo de un riesgo de congelacion de los condensados, caracterizado por que el sistema comprende:

   - al menos un elemento calentador (60) que es apto para calentar al menos una zona de dicho recipiente a partir de una informacion que es representativa del descongelamiento del intercambiador termico por un sistema de descongelacion automatico del intercambiador termico y cuando la temperatura medida del aire del entorno en el cual se encuentra el recipiente es inferior al valor de consigna.
2. 2. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el indicado al menos un elemento calentador (60) es apto para calentar por circulacion de una corriente electrica en el indicado al menos un elemento calentador.
3. 3. Sistema segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el indicado al menos un elemento calentador no es apto para calentar el intercambiador termico.
4. 4. Sistema segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el indicado al menos un elemento calentador es apto para calentar particularmente en funcion de una informacion recibida de un sistema de descongelacion automatico del intercambiador termico o en funcion de una informacion de temperatura de un circuito frigonfico (210) del cual forma parte el intercambiador termico.
5. 5. Sistema segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el recipiente (42) comprende al menos un canal (44) destinado para recoger los condensados lfquidos y que esta inclinado segun su longitud de forma que los conduzca hacia la indicada al menos una abertura (46) de evacuacion de los indicados condensados que esta prevista en el fondo del indicado al menos un canal, presentando el indicado al menos un elemento calentador (60) una forma general alargada y estando posicionado en el fondo del indicado al menos un canal.
6. 6. Sistema segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el indicado al menos un elemento calentador (60) esta recubierto con un material disipador termico (70).
7. 7. Sistema segun las reivindicaciones 5 y 6, caracterizado por que el indicado al menos un elemento calentador (60) esta revestido sobre su superficie superior de una banda metalica (70) que se extiende en el fondo del indicado al menos un canal, a lo largo de este y transversalmente.
8. 8. Sistema segun una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que el recipiente comprende una placa (42) en la cual esta previsto el indicado al menos un canal (44), presentando la placa una superficie superior (42a) que esta inclinada en direccion al indicado al menos un canal.
9. 9. Sistema segun la reivindicacion 8, caracterizado por que la placa esta hecha de poliestireno o en otra materia plastica celular estanca y de baja efusividad termica.
10. 10. Sistema segun una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado por que el indicado al menos un canal (44) tiene una forma general en vista por encima que corresponde a la forma general del intercambiador termico (32) situado por encima del indicado al menos un canal.
11. 11. Sistema segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el indicado al menos un elemento calentador es un hilo calentador (60).
12. 12. Sistema segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que comprende un dispositivo (82) de evacuacion de un rebosadero de condensados.
13. 13. Procedimiento de gestion de la recuperacion y de la evacuacion en forma lfquida de los condensados de un intercambiador termico (32) en un recipiente (42) de recuperacion de los condensados, siendo el intercambiador termico (32) apto para realizar operaciones de descongelacion y para generar condensados, caracterizado por que el procedimiento comprende las etapas siguientes:

    - medicion de la temperatura del aire del medio en el cual esta situado el recipiente de recuperacion de los condensados y comparacion con un valor de consigna que es representativo de un riesgo de congelacion de los condensados,

    - suministro de una informacion representativa de la descongelacion del intercambiador termico,

    - calentamiento de al menos una zona de dicho recipiente a partir de la informacion representativa de la descongelacion del intercambiador termico y cuando la temperatura medida del aire del medio ambiente en el cual esta el recipiente es inferior al valor de consigna.

    5 14. Procedimiento segun la reivindicacion 13, caracterizado por que el calentamiento de la indicada al menos una

    zona del recipiente no participa en la descongelacion del intercambiador termico.
14. 15. Procedimiento segun la reivindicacion 13 o 14, caracterizado por que la etapa de calentamiento de la indicada al menos una zona del recipiente y la etapa de descongelacion del intercambiador termico se cubren total o parcialmente en el tiempo.