ES2846751T3 - Instalación de climatización montada en techo - Google Patents

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Abstract

Instalación de climatización montada en techo, en particular, para un techo de un autobús, que tiene al menos una unidad de condensación (2) y una unidad de evaporación (3), que tiene un conducto de flujo de aire (5) que tiene al menos una abertura de admisión de aire (6 , 7) y una abertura de descarga de aire (8), donde en el conducto de flujo de aire (5) entre la abertura de admisión de aire (6, 7) y la abertura de descarga de aire (8) hay un intercambiador de calor (9) y un ventilador radial (10) que generan un flujo de aire, y un eje de rotación (11) de un rotor de ventilador (12) del ventilador radial (10) se alinea paralelo a una dirección principal de flujo de aire (S) que se extiende a través del conducto de flujo de aire (5) desde la al menos una abertura de admisión de aire (6, 7) a través del intercambiador de calor (9) hacia el ventilador radial (10), donde el ventilador radial (10) se aloja en una carcasa semiespiral (23), por lo que la carcasa semiespiral (23) tiene al menos un lado abierto (14) que linda con la abertura de descarga de aire (8), la carcasa semiespiral (23) tiene un contorno de descarga que tiene una sección de guía de aire (15) en el lado de descarga, que tiene una inclinación negativa con respecto a una dirección de soplado vertical perpendicular a la dirección principal de flujo de aire, caracterizada porque el rotor de ventilador (12) tiene aspas de ventilador curvadas hacia atrás y la sección de guía de aire (15) tiene una curvatura en una vista axial en planta que se corresponde en dirección con la curvatura de las aspas de ventilador del rotor de ventilador (12).

Description

DESCRIPCIÓN
Instalación de climatización montada en techo
La invención se refiere a una instalación de climatización en un techo, en particular, para el techo de un autobús.
Básicamente, las instalaciones de climatización en el techo se conocen desde hace mucho tiempo para los autobuses. Normalmente, estas tienen una unidad de condensación y una o más unidades de evaporación y se comunican con el habitáculo del autobús mediante tecnología de flujo para suministrarle aire fresco. La instalación de climatización en el techo puede calentar o enfriar el aire suministrado.
Se ha publicado una técnica anterior genérica publicada, por ejemplo, los documentos DE 102007 023249 A1, DE 60 2004006988 T2 o EP 1667862 B1. En las publicaciones JP S51 14908 U, US 4641 502 A, US 6134909 A, JP S60 199717 A y “Radialventilatoren und -geblase Die Wahl der Ingenieure”, XP055335711 se describe otra técnica anterior en el presente campo.
Normalmente, en las unidades de evaporación usadas, se usan varios ventiladores radiales dobles con rotores de ventilador que se curvan hacia delante en una carcasa completamente espiral, que transportan un flujo de aire en un conducto de flujo de aire a través del intercambiador de calor al habitáculo. El flujo de aire se desvía varias veces, en particular, durante la admisión, en el propio ventilador radial, durante la descarga y cuando se conduce posteriormente. Esto tiene un efecto negativo sobre la eficiencia de la instalación de climatización. Al mismo tiempo, aumenta el consumo de corriente de los electromotores que accionan los ventiladores radiales y, con ello, el consumo de combustible del vehículo.
Por lo tanto, la invención tiene el problema de fabricar una instalación de climatización en el techo cuya eficiencia, en particular, en la unidad de evaporación, se aumente. Además, se debe garantizar un consumo de corriente reducido.
Este problema se resuelve mediante la combinación de características según la reivindicación 1.
Según la invención, se sugiere una instalación de climatización en el techo especialmente para el techo de un autobús y que tenga al menos una unidad de condensación y una o más unidades de evaporación. La al menos una unidad de evaporación tiene un conducto de flujo de aire con una abertura de admisión de aire y una abertura de descarga de aire, donde un intercambiador de calor y un ventilador radial que produce una corriente de aire se disponen en el conducto de flujo de aire entre la abertura de admisión de aire y la abertura de descarga de aire. Un eje giratorio del rotor de ventilador del ventilador radial se alinea paralelo a una dirección principal de flujo de aire que se extiende a través del conducto de flujo de aire desde la abertura de admisión de aire a través del intercambiador de calor hacia el ventilador radial.
El rotor de ventilador puede absorber el aire de forma recta axialmente y descargarlo radialmente en la dirección del habitáculo sin pérdidas en la desviación. La única desviación tiene lugar en el ventilador radial. Por lo tanto, la eficiencia de la instalación de climatización en el techo aumenta mediante una elevación de la eficiencia de su(s) unidad(es) de evaporación.
Una realización ventajosa proporciona que el ventilador radial o el rotor de ventilador tiene una boquilla de admisión axial para absorber el aire en una dirección axial paralela a la dirección principal del flujo de aire. De forma adicional, la boquilla acelera el flujo de aire en el área de admisión y eleva la eficiencia del ventilador radial.
Asimismo, una realización ventajosa de la instalación de climatización en el techo proporciona que el ventilador radial se dispone adyacente a la abertura de descarga de aire del conducto de flujo de aire, de modo que un flujo de aire generado por el ventilador radial se pueda transportar directamente a través de la abertura de descarga de aire. Con frecuencia, la abertura de descarga de aire forma la admisión de aire en el vehículo conectado. En la zona del techo del vehículo, se puede proporcionar un conducto de aire para distribuir el aire suministrado en determinadas áreas de entrada del habitáculo interior a la que el ventilador radial sopla directamente a través de la abertura de descarga de aire.
En esta realización, el intercambiador de calor, visto en la dirección del flujo, se dispone enfrente del ventilador radial en el conducto de flujo de aire, de modo que el intercambiador de calor absorba el aire transportado por el ventilador radial. También es ventajoso para la eficiencia de la instalación de climatización en el techo que el diámetro exterior del ventilador radial y, por lo tanto, del rotor de ventilador sea especialmente grande. En una realización ventajosa, el diámetro exterior máximo del ventilador radial se corresponde con un 80-120 %, especialmente con un 90-110 % de la altura vertical del conducto de flujo de aire. El ventilador radial puede sobresalir aquí verticalmente por encima del conducto de flujo de aire. Además, es ventajosa una realización en la que el diámetro exterior máximo del rotor de ventilador del ventilador radial se corresponde con un 80-95 % de la altura vertical del conducto de flujo de aire.
En una realización ejemplar, la instalación de climatización en el techo se caracteriza porque el eje giratorio del rotor de ventilador discurre de forma central a la altura vertical del conducto de flujo de aire. El flujo absorbido es entonces especialmente homogéneo y el mismo en las dos paredes interiores verticalmente opuestas del conducto de flujo de aire.
El ventilador radial se recibe en una carcasa semiespiral según la invención, dicha carcasa tiene al menos un lado abierto adyacente a la abertura de descarga de aire. El uso de carcasas completamente espirales es conocido de la técnica anterior y en el que el rotor de ventilador está rodeado casi completamente por la carcasa y solo se proporciona una abertura de descarga que se extiende tangencialmente al rotor de ventilador. Por otro lado, la carcasa semiespiral tiene un lado completamente abierto, de modo que el rotor de ventilador quede libre en el lado abierto, es decir, no esté cubierto por una carcasa.
La invención proporciona además que la carcasa semiespiral en el lado de descarga tiene un contorno de descarga con una sección de conducción de aire que tiene una inclinación negativa opuesta a la dirección de descarga vertical a la dirección principal de flujo de aire. La inclinación negativa tiene un ángulo medio de hasta -45°. La inclinación negativa se alinea de modo que la sección de conducción de aire conduzca la descarga de aire por el ventilador radial al conducto de aire adyacente en una dirección que es ventajosa para la distribución del aire en determinadas áreas de entrada del habitáculo interior. Como resultado, el flujo que normalmente se descarga verticalmente ya puede experimentar una guía en una dirección predeterminada en la carcasa semiespiral, por ejemplo, hacia las aberturas de entrada en el habitáculo interior. Como resultado, se reduce la contrapresión en el área de descarga del rotor de ventilador y se eleva la eficiencia del ventilador radial.
Asimismo, una variante de la instalación de climatización en el techo proporciona que la carcasa semiespiral se proyecte sobre el lado de descarga hacia la abertura de descarga de aire y sobresalga verticalmente hacia fuera opuesta a la carcasa de canal que forma el conducto de flujo de aire. En particular, incluso el rotor de ventilador puede sobresalir con su área exterior radial hacia o sobre la abertura de descarga de aire y puede soplar el flujo de aire radial directamente hacia una sección del vehículo, por ejemplo, el conducto de aire para distribuir el aire suministrado. Además, el desplazamiento del ventilador radial en la dirección vertical puede aumentar su diámetro y, por lo tanto, su rendimiento. Además, se puede evitar una longitud sobresaliente del ventilador radial y/o de la carcasa semiespiral en una dirección vertical por encima del conducto de flujo de aire. Esto mejora la aerodinámica de la instalación de climatización en el techo.
Además, una construcción en la que la carcasa semiespiral está formada en una pieza con una carcasa de canal que forma el conducto de flujo de aire es ventajosa en lo que respecta al número reducido de piezas.
Asimismo, es ventajoso en la solución de la invención que el rotor de ventilador tenga aspas de ventilador curvadas hacia atrás. En comparación con las aspas de ventilador curvadas hacia delante usadas tradicionalmente, la eficacia de las aspas de ventilador curvadas hacia atrás es mayor.
Según la invención, es ventajoso que el contorno de la sección de conducción de aire se adapte a la curvatura de las aspas de ventilador curvadas hacia atrás. A tal efecto, se proporciona que la sección de conducción de aire del ventilador radial tenga una curvatura en una vista superior axial que se corresponda en su dirección con la curvatura de las aspas de ventilador.
Otros desarrollos ventajosos adicionales de la invención se caracterizan en las reivindicaciones subordinadas y se presentan detalladamente a continuación junto con la descripción de la realización preferida de la invención usando las figuras. Las figuras muestran esquemáticamente a modo de ejemplo:
la figura 1 muestra una instalación de climatización en el techo;
la figura 2 muestra una vista lateral en sección de una unidad de evaporación;
la figura 3 muestra una vista axial en sección de la unidad de evaporación de la figura 2;
la figura 4 muestra una vista lateral en sección de una unidad de evaporación en una construcción alternativa; y
la figura 5 muestra una vista axial en sección de la unidad de evaporación de la figura 4.
Los mismos números de referencia nombran las mismas partes en todas las vistas.
La figura 1 muestra esquemáticamente a modo de ejemplo una instalación de climatización en el techo 1 para montarla en un autobús y que tiene una unidad de condensación 2 con tres ventiladores axiales 4 y dos unidades de evaporación 3 dispuestas lateralmente hacia la unidad de condensación 2.
La figura 2 muestra una vista lateral en sección de una de las dos unidades de evaporación 3 de la figura 1 que se conecta a través de su abertura de descarga de aire 8 y los conductos de aire 20 de un autobús para distribuir el aire suministrado desde la instalación de climatización en el techo 1. La unidad de evaporación 3 comprende el conducto de flujo de aire 5 formado por una carcasa de canal 16 y con una abertura de admisión de aire 6 para aire fresco y una abertura de admisión de aire 7 para el aire de retorno procedente del habitáculo interior del autobús. Las aberturas de admisión de aire 6, 7 se pueden cerrar mediante aletas 26, 27, de modo que se pueda transportar aire fresco y/o aire de retorno. El intercambiador de calor 9 y el ventilador radial 10 que produce el flujo de aire se disponen en el conducto de flujo de aire 5 entre las aberturas de admisión de aire 6, 7 y la abertura de descarga de aire 8. El eje de rotación 11 del rotor de ventilador 12 del ventilador radial 10 se dispone paralelo a la dirección principal de flujo de aire S del flujo de aire a través del conducto de flujo de aire 5 y se extiende a través del conducto de flujo de aire 5 desde las aberturas de admisión de aire 6, 7 a través del intercambiador de calor 9 hacia el ventilador radial 10. Durante el funcionamiento, el ventilador radial 10 accionado por el motor 22 aspira aire fresco y/o aire de retorno en la dirección axial a través del intercambiador de calor 9 y lo sopla en dirección radial a través de la abertura de descarga de aire 8 directamente hacia el conducto de aire 20. El ventilador radial 10 tiene una boquilla de admisión 13 y se extiende en una dirección vertical más allá de la altura vertical del conducto de flujo de aire 5. El diámetro exterior del rotor de ventilador 12 se corresponde con un 90 % de la anchura interior en la altura vertical H del conducto de flujo de aire 5.
Como se puede apreciar bien en la sección axial según la figura 3, el ventilador radial 10 se recibe en su propia carcasa semiespiral 23 cuyo lado inferior 14 que mira hacia la abertura de descarga de aire 8 y adyacente a ella está abierto. El rotor de ventilador 12 se extiende hacia el borde de la abertura de descarga de aire 8 y tiene aspas de ventilador curvadas hacia atrás. La carcasa semiespiral 23 sobresale en la dirección vertical por encima de la pared de conducto 16. En el lado de descarga, tiene una sección de conducción de aire 15 que tiene una inclinación negativa con un ángulo a de aproximadamente -30° en la realización mostrada opuesta a la dirección de descarga vertical a la dirección principal del flujo de aire. La sección de conducción de aire 15 forma la sección de borde del ventilador radial 10. En la vista axial superior según la figura 3, tiene una curvatura que se corresponde en su dirección con la curvatura de las aspas de ventilador del rotor de ventilador 12. La sección de conducción 15 guía el flujo hacia el conducto de aire 20 en una dirección predeterminada, de modo que el aire no fluya verticalmente sino ya de forma parcialmente oblicua en una dirección que se determinará posteriormente. Una flecha muestra la dirección del flujo de la realización ejemplar mostrada en el conducto de aire 20. El rotor de ventilador 12 y la sección de conducción 15 cooperan aquí directamente en lo que respecta a la tecnología de flujo, de modo que el flujo experimente, para ser guiado posteriormente en el conducto de aire 20, una guía en la dirección deseada posterior ya durante la descarga de aire procedente del ventilador radial 10. En la realización mostrada a la izquierda.
Las figuras 4 y 5 muestran una realización ejemplar alternativa para la unidad de evaporación 3 en las figuras 2 y 3, donde las características coinciden excepto en las siguientes. El ventilador radial 10 se recibe en la carcasa semiespiral 23 que, sin embargo, se sitúa desplazada opuesta a la carcasa de canal 16 que forma el conducto de flujo 5. Como consecuencia, la carcasa semiespiral 23 sobresale en la parte superior en la dirección vertical menos alejada y/o parcialmente no por encima de la carcasa de canal 16. Sin embargo, en la parte inferior, se proyecta hacia los conductos de aire 20 y sobresale por encima de la carcasa de canal 16. Incluso el rotor de ventilador 12 se extiende con su sección radial más externa hacia la abertura de descarga de aire 8 y, por lo tanto, gira parcialmente fuera de la carcasa de canal 16 en el conducto de aire 20. Toda la estructura es más compacta.
La invención no se limita en su construcción a las realizaciones ejemplares indicadas anteriormente, sino que es concebible una pluralidad de variantes que aprovechan la solución presentada incluso en el caso de construcciones que son básicamente de un tipo diferente. Por ejemplo, la carcasa semiespiral 23 se puede integrar en una única pieza con la carcasa de canal 16.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Instalación de climatización montada en techo, en particular, para un techo de un autobús, que tiene al menos una unidad de condensación (2) y una unidad de evaporación (3), que tiene un conducto de flujo de aire (5) que tiene al menos una abertura de admisión de aire (6 , 7) y una abertura de descarga de aire (8), donde en el conducto de flujo de aire (5) entre la abertura de admisión de aire (6, 7) y la abertura de descarga de aire (8) hay un intercambiador de calor (9) y un ventilador radial (10) que generan un flujo de aire, y un eje de rotación (11) de un rotor de ventilador (12) del ventilador radial (10) se alinea paralelo a una dirección principal de flujo de aire (S) que se extiende a través del conducto de flujo de aire (5) desde la al menos una abertura de admisión de aire (6, 7) a través del intercambiador de calor (9) hacia el ventilador radial (10), donde el ventilador radial (10) se aloja en una carcasa semiespiral (23), por lo que la carcasa semiespiral (23) tiene al menos un lado abierto (14) que linda con la abertura de descarga de aire (8), la carcasa semiespiral (23) tiene un contorno de descarga que tiene una sección de guía de aire (15) en el lado de descarga, que tiene una inclinación negativa con respecto a una dirección de soplado vertical perpendicular a la dirección principal de flujo de aire, caracterizada porque el rotor de ventilador (12) tiene aspas de ventilador curvadas hacia atrás y la sección de guía de aire (15) tiene una curvatura en una vista axial en planta que se corresponde en dirección con la curvatura de las aspas de ventilador del rotor de ventilador (12).
2. Instalación de climatización montada en techo según la reivindicación 1, caracterizada porque el ventilador radial (10) o el rotor de ventilador (12) tiene una boquilla de admisión axial (13) para succionar aire en la dirección axial paralela a la dirección principal de flujo de aire.
3. Instalación de climatización montada en el techo según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el ventilador radial (10) se dispone adyacente a la abertura de descarga de aire (8) del conducto de flujo de aire (5), de modo que un flujo de aire generado por el ventilador radial (10) se pueda transportar directamente hacia la abertura de descarga de aire (8).
4. Instalación de climatización montada en techo según al menos uno de los requisitos anteriores, caracterizada porque el intercambiador de calor (9) se dispone en el conducto de flujo de aire (5) frente al ventilador radial (10), visto en la dirección del flujo.
5. Instalación de climatización montada en techo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque un diámetro exterior máximo del ventilador radial (10) se corresponde con un 80-120 % de una altura vertical (H) del conducto de flujo de aire (5).
6. Instalación de climatización montada en techo según al menos uno de los requisitos anteriores, caracterizada porque un diámetro exterior máximo del rotor de ventilador (12) del ventilador radial (10) se corresponde con un 80-95 % de una altura vertical (H) del conducto de flujo de aire (5).
7. Instalación de climatización montada en techo según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el eje de rotación (11) del rotor de ventilador (12) se extiende de forma central hacia una altura vertical (H) del conducto de flujo de aire (5).
8. Instalación de climatización montada en techo según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 7, caracterizada porque la inclinación negativa tiene un ángulo medio de hasta -45°.
9. Instalación de climatización montada en techo según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 8, caracterizada porque la carcasa semiespiral (23) se proyecta sobre el lado de descarga hacia la abertura de descarga de aire (8) y sobresale de una carcasa de canal (16) que forma el conducto de flujo de aire (5).
10. Instalación de climatización montada en techo según al menos una de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, caracterizada porque la carcasa semiespiral (13) está formada en una única pieza con una carcasa de canal (16) que forma el conducto de flujo de aire (5).
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