ES2939479T3 - Unidad de acondicionamiento de aire para espacios interiores - Google Patents

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ES2939479T3 ES19161427T ES19161427T ES2939479T3 ES 2939479 T3 ES2939479 T3 ES 2939479T3 ES 19161427 T ES19161427 T ES 19161427T ES 19161427 T ES19161427 T ES 19161427T ES 2939479 T3 ES2939479 T3 ES 2939479T3
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Abstract

Unidad de aire acondicionado (1) que comprende: un contenedor en forma de caja (2) adaptado para recibir en la entrada un flujo de aire (f) de una fuente aeráulica externa; y al menos un intercambiador de calor (4) que está adaptado para ser atravesado por un fluido de transferencia de calor, y deslizado sobre dicho contenedor en forma de caja (2) para formar/delimitar, en el costado del contenedor en forma de caja (2), un espacio correspondiente (5); el contenedor en forma de caja (2) está además provisto de una serie de aberturas de salida de aire (6) que están adaptadas para dirigir, dentro de dicho espacio (5), chorros de aire correspondientes (g) adaptados para crear un movimiento convectivo adicional que impulsa el aire ambiente a través del intercambiador de calor (4); comprendiendo la unidad de aire acondicionado (1) además una serie de toberas convergentes (10), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de acondicionamiento de aire para espacios interiores
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS
Esta Solicitud de Patente reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente Italiana N° 102018000003335 presentada el 7 de Marzo de 2018.
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a un unidad de acondicionamiento de aire para espacios interiores.
Más en detalle, la presente invención se refiere a una viga fría activa, a la que hará referencia explícitamente la siguiente descripción sin abandonar, sin embargo, la generalidad.
TÉCNICA ANTERIOR
Como ya se conoce, las vigas frías activas son aparatos que están fijados normalmente sobre el techo de la sala que debe acondicionarse y están diseñados para introducir continuamente aire fresco (es decir, el aire que ha sido deshumidificado, filtrado y acondicionado por una unidad de tratamiento de aire, que acciona y trata el aire exterior en el interior de la sala), calentando o refrigerando simultáneamente el aire ya presente en la sala. La mayoría de las vigas frías activas comunes en el mercado constan básicamente de un contenedor similar a una caja grande y alargada, normalmente rectilínea y que tiene una sección transversal circular o rectangular, que se extiende horizontalmente cerca del techo y que está adaptada para recibir un flujo de aire fresco desde una fuente aeráulica externa; y de un intercambiador de calor de aire / líquido, que se extiende adyacente al contenedor similar a una caja, sustancialmente sobre toda la longitud del contenedor, y está conectado a un circuito hidráulico externo para ser atravesado continuamente por un flujo de agua caliente o fría.
El contenedor similar a una caja, llamado tradicionalmente cámara de sobrepresión, está provisto con una serie de orificios pequeños de salida de aire, que están formados sobre la pared del contenedor similar a una caja cerca del intercambiador de calor, de manera que el flujo de aire que sale desde los orificios individuales del contenedor similar a una caja crea, en la proximidad inmediata del intercambiador de calor, un movimiento de convección adicional que impulsa el aire ambiental a través del intercambiador de calor, donde es calentado o refrigerado de acuerdo con la diferencia de la temperatura que existe entre el aire ambiental y el agua que circula en el intercambiador.
El documento US2002/062948 A1 divulga una viga fría activa, en la que el contenedor similar a una caja tiene un receso longitudinal, que tiene una sección transversal sustancialmente en forma de W y que aloja el intercambiador de calor.
Desafortunadamente, a pesar de tener una eficiencia energética considerable, las vigas frías activas descritas anteriormente tienen un uso más bien limitado, debido a que las caídas de la presión creadas en el aire que fluye en el interior del contenedor similar a una caja no permiten realizar vigas frías con una longitud de más de 2-3 metros. La velocidad del aire que fluye fuera de los orificios individuales de salida de aire del contenedor similar a una caja, de hecho, se reduce rápidamente incrementando la distancia hasta la entrada de aire fresco en el contenedor similar a una caja, y con ello la resistencia del movimiento de convección adicional, que impulsa el aire ambiental a través del intercambiador de calor.
DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN
Por lo tanto, objeto de la presente invención es mejorar la actuación de las vigas frías activas descritas anteriormente.
En cumplimiento con estos objetos, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una unidad de acondicionamiento de aire para espacios interiores, como se define en la reivindicación 1 y preferible, aunque no necesariamente, en una cualquiera de las reivindicaciones que dependen de ella.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La presente invención se describirá ahora con referencia a los dibujos anexos, que muestran una realización no limitativa, en los que:
Las figuras 1 y 2 son dos vistas en perspectiva de una unidad de acondicionamiento de aire realizada de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, con partes retiradas para claridad; mientras que
La figura 3 es una vista frontal en sección de la unidad de acondicionamiento de aire mostrada en las figuras 1 y 2, con partes retiradas para claridad.
MEJOR MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Con referencia a las figuras 1, 2 y 3, el número 1 denota, en conjunto, una unidad de acondicionamiento de aire, que está adaptada para añadir continuamente aire fresco (es decir, aire que ha sido deshumidificado, filtrado y acondicionado por una unidad de tratamiento de aire, que impulsa y trata aire fresco) en el interior de la sala que debe acondicionarse, mientras se calienta o se refrigera el aire ya presente en el interior de la sala. Además, la unidad de acondicionamiento de aire 1 está particularmente adaptada para ser fijada o empotrada en el techo de la sala que debe acondicionarse, preferiblemente en una posición sustancialmente horizontal.
La unidad de acondicionamiento de aire, en particular, comprende: un contenedor o cámara de sobrepresión similar a una caja grande, que está estructurado preferiblemente para ser fijado o empotrado en el techo de la sala que debe acondicionarse, preferiblemente en un posición sustancialmente horizontal, y está provisto con una boca de entrada 3 adaptada para ser conectada a una fuente aeráulica externa de tipo conocido (no mostrado) para recibir en la entrada un flujo de aire fresco f, que tiene una presión ligeramente más alta que la presión ambiente; y al menos dos intercambiadores de aire 4, preferiblemente de aire / líquido y preferiblemente con una estructura similar a una placa, que se extiende cerca del contenedor 2 similar a una caja, localmente de manera sustancialmente deslizada sobre el contenedor 2 similar a una caja, con preferencia sustancialmente sobre toda la longitud del intercambiador de calor 4 y/o del contenedor 2 similar a una caja, y está adaptada para ser conectada a un circuito hidráulico externo (no mostrado), para ser cruzada continuamente por un flujo de agua o de otro líquido de transferencia de calor a una temperatura dada, que está controlada preferiblemente por una unidad de refrigeración y/o de calefacción externa.
Más en detalle, la temperatura del fluido de transferencia de calor, que circula en los intercambiadores de calor 4, es preferiblemente más alta o más baja que la del aire presente en la sala que aloja la unidad de acondicionamiento de aire 1.
Además, cada intercambiador de calor 4 se extiende al lado del contenedor 2 similar a una caja para formar / delimitar, sobre el lado del contenedor 2 similar a una caja, un intersticio respectivo 5; y el contenedor 2 similar a una caja está provisto, además, con una serie de orificios pequeños de salida de aire 6, que están adaptados para dirigir / proyectar dentro del intersticio 5 tantos chorros de aire g adaptados para generar / crear, en la proximidad inmediata de cada intercambiador de calor 4, un movimiento de convección adicional que impulse / lleve el aire ambiental a través del mismo intercambiador de calor 4.
Más en detalle, los orificios de salida de aire 6 están dispuestos preferiblemente sobre la pared del contenedor 2 similar a una caja para enfrentarse al (los) intersticio(s) 5.
Además, cada orificio 6 está adaptado para remover continuamente aire desde el contenedor 2 similar a una caja, para que el chorro de aire de salida g pueda fluir a través del intersticio 5 preferiblemente solapando la cara de los intercambiadores de calor 4, y pueda crear, en la proximidad inmediata de cada intercambiador de calor 4, un movimiento de convección adicional, que impulsa el aire ambiental a través del intercambiador de calor 4, donde es calentado o refrigerado sobre la base de la diferencia de la temperatura entre el aire ambiente y el agua u otro líquido de transferencia de calor que circula en el intercambiador.
Más en detalle, con referencia a las figuras 1, 2 y 3, el contenedor o cámara de sobrepresión 2 similar a una caja es de forma alargada, y los intercambiadores de calor 4 se extienden cerca del contenedor 2 similar a una caja, permaneciendo al mismo tiempo localmente sustancialmente paralelos al contenedor 2 similar a una caja.
Además, los orificios de salida de aire 6 están formados preferiblemente sobre la pared del contenedor 2 similar a una caja, espaciados uno detrás del otro preferiblemente de una manera regular, para formar al menos una hilera de orificios, que se extiende al lado del o de un intersticio 5 respectivo, preferiblemente sobre toda la longitud del mismo intersticio 5.
Todavía más en detalle, el contenedor alargado 2 similar a una caja se extiende preferiblemente paralelo a un eje longitudinal L dado, y los intercambiadores de calor 4 se extienden junto al contenedor 2 similar a una caja paralelos al eje longitudinal L, preferiblemente sustancialmente sobre toda la longitud del contenedor.
En otras palabras, el contenedor alagado 2 similar a una caja es preferiblemente sustancialmente rectilíneo.
Además, los orificios de salida de aire 6 están formados preferiblemente sobre la pared del contenedor 2 similar a una caja, espaciados uno detrás del otro preferiblemente de una manera regular, para formar al menos una hilera de orificios, que se extiende preferiblemente paralela al eje longitudinal L del contenedor 2 similar a una caja.
Con referencia a las figuras 2, 2 y 3, en particular el contenedor 2 similar a una caja tiene preferiblemente una estructura sustancialmente en forma de prisma regular.
El contenedor 2 similar a una caja tiene, además, sobre su cara inferior (es decir, sobre la cara vuelta hacia el suelo), un receso o indentación longitudinal 7, que se extiende preferiblemente paralelo al eje longitudinal L del contenedor, preferiblemente sustancialmente sobre toda la longitud del contenedor 2 similar a una caja, y está dimensionado para poder alojar el intercambiador de calor 4.
Preferiblemente, los intercambiadores de calor 4 se extienden adicionalmente dentro del receso o indentación longitudinal 7 paralelo al eje longitudinal L del contenedor.
La unidad de acondicionamiento de aire 1, además, está provista preferiblemente con una tapa 8 en forma de placa permeable al aire, que tiene preferiblemente una estructura de rejilla y cierra la abertura de dicho receso o indentación longitudinal 7.
El receso o indentación longitudinal 7 tiene, además, una sección transversal sustancialmente en forma de W, y está dispuesto preferiblemente a horcajadas del plano medio del contenedor 2 similar a una caja.
Con referencia a las figuras 1, 2 y 3, en el ejemplo mostrado, en particular, el contenedor 2 similar a una caja está configurado preferiblemente sustancialmente en forma de paralelepípedo y está fabricado preferiblemente de lámina de metal.
Además, la unidad de acondicionamiento de aire 1 está provista con dos intercambiadores de calor alargados 4 con una estructura similar a una placa, que se extienden lado a lado uno detrás del otro paralelos al eje longitudinal L del contenedor y están preferiblemente alojados / contenidos totalmente dentro del receso o indentación longitudinal 7. Con referencia particular a la figura 3, los dos intercambiadores de calor 4 están dispuestos, además, en una configuración sustancialmente en forma de V invertida para extenderse dentro del receso o indentación longitudinal 7, cada uno localmente sustancialmente deslizados sobre una porción lateral plana respectiva de la pared inferior 9 del mismo receso o indentación longitudinal 7.
Más en detalle, la pared inferior 9 del receso o indentación longitudinal 7 con una sección transversal sustancialmente en forma de W tiene una banda plana central 9a y dos bandas planas laterales 9b, que están inclinadas con respecto a la banda plana central 9a y están conectadas a la banda plana central 9a por dos pliegues longitudinales 9c sustancialmente en forma de S.
La banda plana central 9a está sustancialmente perpendicular al plano medio M del receso o indentación longitudinal 7, mientras que las dos bandas planas laterales 9b están inclinadas de una manera sustancialmente especular con respecto al plano medio M.
Preferiblemente, cada intercambiador de calor 4 está dispuesto cerca de una banda lateral 9b respectiva de la pared inferior 9 del receso o indentación longitudinal 7 para formar un intersticio longitudinal 5 con perfiles preferiblemente convergentes-divergentes hacia la boca del receso o indentación longitudinal 7.
Los orificios de salida de aire 6 del contenedor 2 en forma de caja, a su vez, están realizados sobre la pared inferior 9 del receso o indentación longitudinal 7 con una sección transversal sustancialmente en forma de W, y están dispuestos preferiblemente para formar al menos dos hileras rectilíneas adyacentes paralela al eje longitudinal L del contenedor, cada una de las cuales está localmente alineada / adyacente a un intersticio longitudinal 5 respectivo. Con referencia a la figura 3, en el ejemplo mostrado, en particular, los intercambiadores de calor 4 están dispuestos preferiblemente en una posición sustancialmente especular, sobre lados opuestos del plano medio M del receso o indentación longitudinal 7 con sección transversal sustancialmente en forma de W, inclinada en un ángulo a predeterminado con respecto al plano medio M. Preferiblemente, el valor del ángulo de inclinación a varía, además, entre 15° y 90°, y es opcionalmente igual a aproximadamente 60°.
Los orificios de salida de aire 6 del contenedor 2 similar a una caja, por otra parte, están dispuestos preferiblemente para formar dos hileras rectilíneas adyacentes y paralelas al eje longitudinal L del contenedor, que están dispuestas sobre la pared inferior 9 de la posición sustancialmente especular sobre lados opuestos del plano medio M del receso o indentación longitudinal 7, preferiblemente cada una en un pliegue longitudinal 9c sustancialmente en forma de S de la pared inferior 9.
Preferiblemente, cada intercambiador de calor 4 es, además, un intercambiador de calor de paquete con aletas.
Con referencia a las figuras 2 y 3, la unidad de acondicionamiento de aire 1 comprende finalmente, para al menos uno y preferiblemente para todos los orificios de salida de aire 6 del contenedor 2 similar a una caja, también una tobera de convergencia 10 respectiva, que tiene preferiblemente un perfil en forma de cuerno o de embudo, que se une al orificio de salida de aire 6 para reducir las caídas de la presión del aire que abandona el contenedor 2 similar a una caja a través del mismo orificio de salida de aire 6.
Más en detalle, cada tobera de convergencia 10 está configurada para reducir caídas de la presión del aire que abandona el orificio de salida de aire 6, incrementando como consecuencia de ello la velocidad del chorro de aire g que penetra en el intersticio 5 que solapa la cara de los intercambiadores de calor 4. Preferiblemente, la / cada tobera de convergencia 10 está dispuesta, además, dentro del contenedor 2 similar a una caja, apoyada a tope contra la pared del contenedor 2 similar a una caja, donde está localizado el orificio de salida de aire 6 correspondiente.
Además, la / cada tobera de convergencia 10 se extiende preferiblemente sustancialmente coaxial a un eje de referencia A, que está localmente sustancialmente perpendicular al plano de disposición del orificio de salida de aire 6 correspondiente.
Con referencia particular a las figuras 2 y 3, preferiblemente las toberas de convergencia 10 están incorporadas, además, en al menos una barra longitudinal 11, que está fabricada preferiblemente de material plástico y está dispuesta apoyada a tope contra la pared 2 similar a una caja, inmediatamente sobre al menos una sección o una hilera correspondiente de orificios de salida de aire 6, de manera que cada tobera de convergencia 10 está alineada con un orificio de salida de aire 6 respectivo de dicha sección de la hilera de orificios.
Más en detalle, la unidad de acondicionamiento de aire 1 está provista preferiblemente con al menos una barra longitudinal 11, que incorpora una pluralidad de toberas de convergencia 10, que se extiende dentro del contenedor 2 similar a una caja paralela al eje longitudinal L del contenedor, y está dispuesta apoyada a tope contra la pared del contenedor 2 similar a una caja para cubrir al menos una sección de una hilera correspondiente de orificios de salida de aire 6 y de manera que cada tobera de convergencia 10 está alineada con un orificio de salida de aire 6 respectivo de la misma sección de la hilera de orificios.
En otras palabras, las toberas de convergencia 10 están espaciadas sobre la barra longitudinal 11, de manera que cada tobera de convergencia 10 está alineada con un orificio de salida de aire 6 respectivo de la hilera subyacente de orificios.
Preferiblemente, la barra longitudinal 11 está dimensionada, además, para extenderse sobre toda la hilera de orificios de salida de aire 6 e incorpora un número de toberas de convergencia 10 igual al número de orificios de salida de aire 6 que forman la misma hilera de orificios.
Con referencia a las figuras 2 y 3, en el ejemplo mostrado, en particular, la unidad de acondicionamiento de aire 1 está provista preferiblemente con dos barras longitudinales 11, que se extienden dentro del componente 2 similar a una caja paralelas al eje longitudinal L del contenedor y cada una de las cuales está dispuesta apoyada a tope contra un pliegue longitudinal 9c respectivo sustancialmente en forma de S de la pared inferior 9 del receso o indentación longitudinal 7, inmediatamente por encima de una hilera correspondiente de orificios de salida de aire 6. Preferiblemente, cada barra longitudinal 11 está dimensionada, además, para cubrir toda la hilera de orificios de salida de aire 6 y, además, está provista con una serie de toberas de convergencia 10 que están espaciadas para que cada tobera de convergencia 10 esté alineada con un orificio de salida de aire 6 respectivo de la hilera subyacente de orificios. Finalmente, la / cada barra longitudinal 11 está dividida preferiblemente longitudinalmente en una pluralidad de segmentos modulares.
El funcionamiento de la unidad de acondicionamiento de aire 1 se puede inferir fácilmente a partir de lo anterior y, por lo tanto, no se requieren más explicaciones.
Las ventajas conectada con la presencia de las toberas de convergencia 10 son considerables.
Ensayos experimentales muestran que la presencia de toberas de convergencia 10 reduce significativamente las caídas de la presión en los orificios de salida de aire, incrementando considerablemente la velocidad de los chorros de aire g que abandonan el contenedor 2 similar a una caja.
La velocidad más alta de los chorros de aire g produce un movimiento de convección adicional que es mucho más fuerte y más turbulento, e impulsa una cantidad mayor de aire ambiental a través del intercambiador de calor 4, incrementando de esta manera el intercambio de calor con el medio ambiente y, por lo tanto, la eficiencia energética general de la unidad de acondicionamiento de aire 1.
Además, la forma particular del receso o indentación longitudinal 7 y la disposición de los intercambiadores de calor 4 dentro del mismo receso o indentación longitudinal 7 incrementan el movimiento de convección alrededor del intercambiador de calor 4, incrementando adicionalmente la eficiencia energética de la unidad de acondicionamiento de aire 1.
Finalmente, está claro que se pueden realizar modificaciones y variaciones de la unidad de acondicionamiento de aire 1 descrita anteriormente sin apartarse, sin embargo, del alcance de la presente invención, como se define en las reivindicaciones anexas.
Por ejemplo, las toberas de convergencia 10 pueden fabricarse por medio de moldeo, directamente sobre la lámina de metal que forma la pared del contenedor 2 similar a una caja.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. - Unidad de acondicionamiento de aire (1), que comprende: un contenedor (2) similar a una caja adaptado para recibir, en la entrada, un flujo de aire (f) desde una fuente aeráulica externa; y al menos un intercambiador de calor (4), que está adaptado para ser atravesado por un fluido de transferencia de calor y que se extiende adyacente a dicho contenedor (2) similar a una caja para formar / delimitar, en un lado del contenedor (2) similar a una caja, un intersticio (5) correspondiente:
el contenedor (2) similar a una caja es de forma alargada y que está provisto adicionalmente con una serie de orificios de salida de aire (6) adaptados para dirigir, dentro de dicho intersticio (5), chorros de aire (g) correspondientes, adaptados para crear un movimiento de convección adicional que impulsa el aire ambiental a través del intercambiador de calor (4); y con un receso o indentación longitudinal (7) que está diseñado para alojar el (los) intercambiador(es) de calor (4) y tiene una sección transversal configurada sustancialmente en forma de W; los orificios de salida de aire (6) que están dispuestos sobre la pared inferior (9) del receso o indentación longitudinal (7);
dicha unidad de acondicionamiento de aire (1) comprende adicionalmente una o más toberas de convergencia (10), cada una de las cuales se une con un orificio de salida de aire (6) respectivo para reducir la caída de la presión del aire que fluye fuera del contenedor (2) similar a una caja a través del mismo orificio de salida de aire (6);
dicha unidad de acondicionamiento de aire (1) está caracterizada porque dicha unidad está provista con dos intercambiadores de calor alargados (4) con una estructura similar a una caja, que están alojados / contenidos dentro de dicho receso o indentación longitudinal (7) lado a lado entre sí y están dispuestos para formar una V invertida; cada intercambiador de calor alargado (4) que se extiende adicionalmente dentro de dicho receso o indentación longitudinal (7) localmente sustancialmente deslizado sobre una porción lateral plana (9b) respectiva de la pared interior (9) del receso o indentación longitudinal (7) para formar un intersticio longitudinal (5) respectivo.
2. Unidad de acondicionamiento de aire de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la tobera de convergencia (10) tiene un perfil en forma de cuerno o de embudo.
3. Unidad de acondicionamiento de aire de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la tobera de convergencia (10) está dispuesta dentro del contenedor (2) similar a una caja, apoyada a tope contra la pared del contenedor (2) similar a una caja, en la que está localizado el orificio de salida de aire (6) correspondiente.
4. Unidad de acondicionamiento de aire de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la tobera de convergencia (10) se extiende sustancialmente coaxial a un eje de referencia (A) localmente de manera sustancialmente perpendicular al plano de disposición del orificio de salida de aire (6) correspondiente.
5. Unidad de acondicionamiento de aire de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde cada intercambiador de calor (4) está dispuesto cerca de una banda plana lateral (9b) respectiva de la pared inferior (9) del receso o indentación longitudinal (7) para formar un intersticio longitudinal (5) con un perfil convergente-divergente hacia la boca del receso o indentación longitudinal (7).
6. Unidad de acondicionamiento de aire de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde los orificios de salida de aire (6) están dispuestos en la pared inferior (9) de dicho receso o indentación longitudinal (7) para formar al menos dos hileras rectilíneas adyacentes que están paralelas a un eje longitudinal (L) del contenedor (2) similar a una caja y cada una de ellas está localmente alineada / dirigida hacia un intersticio longitudinal (5) respectivo.
7. Unidad de acondicionamiento de aire de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde las toberas de convergencia (10) están incorporadas en al menos una barra longitudinal (11), que está dispuesta apoyada a tope contra la pared del contenedor (2) similar a una caja, inmediatamente por encima de al menos una sección de dicha hilera de orificios de salida de aire (6), de manera que cada tobera de convergencia (10) está alineada con un orificio de salida de aire (6) respectivo de dicha sección de la hilera de orificios.
8. Unidad de acondicionamiento de aire de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicha unidad tiene una tobera de convergencia (10) en cada orificio de salida de aire (6).
9. Unidad de acondicionamiento de aire de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la pared inferior (9) tiene una banda plana central (9a) y dos bandas planas laterales (9b), que están inclinadas con respecto a la banda plana central (9a) y están conectadas a la banda plana central por dos pliegues longitudinales (9c) sustancialmente en forma de S; los orificios de salida de aire (6) están colocados en los dos pliegues longitudinales (9c).
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