ES2955165T3

ES2955165T3 - Dispositivo de ventilación

Info

Publication number: ES2955165T3
Application number: ES18184206T
Authority: ES
Inventors: Beat Schönbächler
Original assignee: KST AG
Current assignee: KST AG
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2023-11-29
Anticipated expiration: 2038-07-18

Abstract

Dispositivo de ventilación (10) para montaje en una habitación (1), presentando el dispositivo de ventilación (10) en estado montado un elemento de ventilación plano (100) orientado en dirección espacial con aberturas para el paso de aire y en el que una caja de salida (20) en un lado trasero (101) opuesto a la dirección espacial el elemento de ventilación (100) está provisto de un suministro de aire (21, 22; 23, 24, 25) para suministrar un flujo de aire y el elemento de ventilación (100) tiene una pluralidad de ranuras dispuestas en una cuadrícula que comprende filas (109) y columnas (110). (102) como aberturas de paso de aire y las ranuras (102) tienen cada una una longitud de ranura (L) entre 2 y 10 mm y una anchura de ranura (W) entre 0,1 y 0,8 mm, siendo la rejilla de líneas (Z1) de 1 mm a 15 mm y la rejilla de columna (S1) es de 0,5 x L a 2 x L, en donde el elemento de ventilación (100) comprende al menos un área de superficie activa (OA) y al menos un área de superficie inactiva (OI) y para al menos una característica Se aplica la dimensión x A de la superficie activa (OA): 3 L ¤ x A ¤ 50 L. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de ventilación

La invención se refiere a un dispositivo de ventilación según el término genérico de la reivindicación 1, a un dispositivo de ventilación que comprende tales dispositivos de ventilación según el término genérico de la reivindicación 21, y a un procedimiento de funcionamiento de tal dispositivo de ventilación según el término genérico de la reivindicación 22.

Definiciones

Se entiende por inducción la proporción del aire ambiente que es movida o arrastrada por el flujo de aire primario suministrado por medio del dispositivo de ventilación. Aquí, un número de inducción de 10 significa que, por ejemplo, 1 m3 de caudal de aire primario mueve 10 veces más, es decir, 10 m3 de aire ambiente. Se consigue una mejor mezcla del aire ambiente si el número de inducción del dispositivo de ventilación es lo mayor posible. Por otro lado, deben respetarse las normas (por ejemplo, la norma suiza SIA 382/1, equivalente a la norma EN 13779), por ejemplo, para garantizar que dicho dispositivo de ventilación no tenga corrientes de aire.

La velocidad admisible del aire ambiente según la norma SIA 382/1 con una humedad del 50% oscila entre aprox. 120 mm/s a 20 °C y aprox. 170 mm/s a 26 °C, en función de la temperatura ambiente.

Se entiende por carga superficial el caudal volumétrico de aire de impulsión por tiempo y superficie activa atravesada en m3/(h.m2). Por superficie activa se entiende una superficie continua de un elemento de ventilación provista de un patrón de ranuras, en particular una cuadrícula de ranuras, como se describe con más detalle a continuación, y por tanto permeable al aire.

Las superficies inactivas son áreas de superficie impermeables al aire de un elemento de ventilación en las que el patrón de ranuras está cubierto, cerrado o no está presente.

El término "tiro" se utiliza aquí para referirse al término habitual en la tecnología del aire acondicionado, a saber, la distancia desde la abertura de salida a la que el flujo de aire de suministro o, en la mayoría de los casos, el flujo de aire mezclado se ralentiza hasta una velocidad de 0,25 m/s. La distancia desde la abertura de salida hasta la unidad de aire acondicionado se define como la distancia entre la unidad de aire acondicionado y la abertura de salida.

Antecedentes de la invención, estado de la técnica

Las relaciones físicas que intervienen en el diseño de una solución de ventilación con orificios de ventilación tienen interacciones complejas. Por lo tanto, la tarea consiste en ofrecer soluciones adecuadas que sean eficientes y a la vez rentables. Además, el objetivo es proporcionar la mayor capacidad de refrigeración posible por volumen de sala sin provocar al mismo tiempo molestas corrientes de aire. La invención se basa en los resultados de CH 702748 cuyas conclusiones más importantes se exponen a continuación. El documento CH 702 748 divulga un dispositivo de ventilación con las características del término genérico de la reivindicación 1. Así pues, en la patente suiza mencionada ya se reconocía lo siguiente:

- La fuerza y la dirección del flujo de aire dirigido a una caja de descarga trasera influyen en la fuerza de los flujos de aire primario fino individuales que salen por las aberturas de paso de aire de un elemento de ventilación.

- Parece ser mejor si este flujo de aire, después de entrar en la caja de salida de aire, primero sufre una desviación o deflexión para "fluir" a lo largo de la parte posterior del elemento de ventilación, si es posible, antes de pasar a través de las aberturas de paso de aire hacia la sala.

- A medida que el aire pasa a través de las aberturas de paso de aire hacia la sala, se induce un flujo de aire secundario por inducción del flujo de aire primario en cada una de las aberturas de paso de aire. Aquí se ha demostrado que existe una correlación entre la longitud total del borde (circunferencia) de una abertura de paso de aire, el área de esta abertura de paso de aire y el efecto de inducción. Se ha determinado que una abertura circular de paso de aire tiene una relación circunferencia/área menos favorable que una ranura.

- También se comprobó que el tamaño de la denominada sección libre por unidad de superficie del elemento de ventilación desempeña un papel importante. Si la sección libre por unidad de superficie es demasiado grande, el flujo de aire procedente de la caja de salida pasa por las aberturas de paso de aire casi sin obstáculos y a una velocidad de flujo baja. Si la sección libre por unidad de superficie es demasiado pequeña, se produce un efecto de contención no deseado en la caja de salida. Una sección transversal libre de entre el 3 y el 20% es óptima.

- Se consigue una mejor mezcla del aire ambiente si el número de inducción del dispositivo de ventilación es lo mayor posible. Por otro lado, deben cumplirse las normas (por ejemplo, la norma suiza SIA 382/1), por ejemplo, en lo que respecta a la ausencia de corrientes de aire de dicho dispositivo de ventilación.

- Además, el rendimiento del dispositivo de ventilación desempeña un papel importante, ya que, en principio, el rendimiento tiene una correlación directa con la eficiencia económica y los costes de un dispositivo de ventilación.

En primer lugar, se describen los detalles y las ventajas de este arte previo mediante ejemplos de realización y en parte con referencia al dibujo. Todas las figuras están esquematizadas y no a escala, y los elementos constructivos correspondientes reciben los mismos signos de referencia en las distintas figuras, aunque estén diseñados de forma diferente en los detalles. Mostrando:

Fig. 1A una vista esquemática en sección de una primera realización del estado de la técnica que comprende una caja de salida y un elemento de ventilación plano;

Fig. 1B una ampliación esquemática del elemento de ventilación según la Fig. 1A con una ranura troquelada;

Fig. 2 una vista esquemática en sección de una segunda realización del estado de la técnica que comprende una caja de salida y un elemento de ventilación en forma de artesa;

Fig. 3 una vista esquemática en sección de una tercera realización de la técnica anterior que comprende una caja de entrada y una caja de salida, así como un elemento de ventilación plano;

Fig. 4 una vista esquemática en sección de una cuarta realización de la técnica anterior que comprende una caja de entrada y una caja de salida, así como un elemento de ventilación en forma de artesa;

Fig. 5A una vista inferior esquemática de una sección de un elemento de ventilación del arte previo;

Fig. 5B una ampliación esquemática del elemento de ventilación según la Fig. 5A;

Fig. 6A una vista esquemática en sección de un elemento de ventilación de la técnica anterior;

Fig. 6B una vista inferior esquemática del elemento de ventilación según la Fig. 6A;

Fig. 7A una vista inferior esquemática de otro elemento de ventilación de la técnica anterior con ranuras troqueladas que se asientan en el "hueco";

Fig. 7B una vista inferior esquemática de otro elemento de ventilación con ranuras troqueladas que se asientan sobre el "hueco";

Fig. 8 una vista inferior esquemática de otro elemento de ventilación de la técnica anterior con ranuras troqueladas parcialmente superpuestas.

A continuación, se describe el principio descrito con referencia a una primera realización de la técnica anterior mostrada en la Fig. 1A y la Fig. 1B.

Se trata de dispositivos de ventilación 10 diseñados para ser montados en una sala 1. Estos dispositivos de ventilación 10 pueden estar diseñados para ventilación, aire acondicionado y/o calefacción. Preferentemente, se trata de dispositivos de ventilación 10 para climatización que provocan un efecto de enfriamiento en la sala 1 mediante el suministro de un caudal de aire L1 cuya temperatura es inferior a la temperatura del aire ambiente de la sala 1.

En el estado montado, el dispositivo de ventilación 10 comprende un elemento de ventilación plano 100 orientado en la dirección de la sala y con aberturas de paso de aire. El elemento de ventilación plano 100 puede extenderse en paralelo al techo de una sala. En esta realización, una caja de salida 20 está dispuesta en un lado trasero 101 del elemento de ventilación 100 opuesto a la dirección de la sala. Dentro de la caja de salida 20, se proporciona un suministro de aire 21,22 para suministrar un flujo de aire L1. El elemento de ventilación 100 comprende una pluralidad de ranuras troqueladas 102 que sirven de aberturas de paso de aire. Cada una de las ranuras de punzonado 102 tiene una longitud de ranura L entre 2 y 10 mm y una anchura de ranura W entre 0,1 y 0,8 mm, como se muestra por ejemplo en la Fig. 5B. La relación entre la longitud L y la anchura W de la ranura está comprendida entre 2,5 y 100 en todas las realizaciones. Además, la cara posterior 101 del elemento de ventilación 100 presenta una disposición regular de rebajes 106 (véase, por ejemplo, la Fig. 6B), que están formadas frente a un plano posterior (principal) E del elemento de ventilación 100 en la dirección espacial. Es decir, estos huecos son más bajos en la parte trasera 101 que el nivel del nivel trasero (principal) E.

La parte trasera 101 puede estar uniformemente texturizada en todas las realizaciones. En las figuras 7A y 7B se muestran dos ejemplos correspondientes. Estos ejemplos pueden aplicarse a todas las realizaciones. Con estos ejemplos, el reverso 101 puede dividirse en principio en

- Zonas en las que se encuentran las ranuras de punzonado 102, 102' (mostradas como zonas negras en las figuras 7A y 7B),

- Rebajes 106 (mostrados como áreas blancas en las figuras 7A y 7B), que preferentemente rodean las ranuras de punzonado 102, 102',

- Regiones de transición 105 (indicadas por líneas de borde discontinuas en las figuras 7A y 7B), cada una de las cuales marca la transición entre un rebaje 106 y una porción de superficie 107 situada en el plano (principal) E, y

- Barras 104 (también llamadas secciones superficiales 107), que se encuentran en el plano (principal) E. Las secciones de la superficie 107 que se encuentran casi en el nivel normal del plano (principal) E se muestran como una superficie sombreada en las figuras 7A y 7B.

El ejemplo de la Fig. 7A es sustancialmente el mismo que el ejemplo ya indicado en las Figs. 6A y 6B. Los huecos 106 que rodean las ranuras de punzonado 102 tienen aquí una forma casi rectangular. El área total GFV de todos los rebajes 106 (sin el área total de las ranuras de punzonado 102, 102') es aquí menor que el área total GFN, que se encuentra al nivel normal del plano (principal) E. Por lo tanto, la regla aquí es: GFV < g Fn .

El ejemplo de la Fig. 7B difiere del ejemplo de la Fig. 7A en que, por un lado, los rebajes 106 que rodean las ranuras de punzonado 102 tienen una forma ligeramente ovalada. Además, el área de estos rebajes 106 es mayor que en la Fig. 7A. Adicional o alternativamente, se pueden proporcionar otros rebajes en la parte posterior 101. En la Fig. 7B se indica que, por ejemplo, una depresión 108 puede estar situada centralmente entre cada una de las cuatro ranuras de punzonado 102, 102'. Esta depresión 108 puede tener cualquier forma que pueda crearse mediante estampación, embutición profunda, relieve, prensado, martilleo o un proceso de conformado similar. Aumentando la superficie de las depresiones 106 y añadiendo otras depresiones en forma de depresiones 108, se modifica la relación entre la superficie total GFV de todas las depresiones 106, 108 y la superficie total GFN situada en el nivel normal del plano (principal) E. Por lo tanto, puede aplicarse lo siguiente GFV = GFN.

Para mejorar aún más el retardo del flujo de aire L1 en la parte trasera 101, es decir, para aumentar el tiempo de permanencia del flujo de aire L1, puede colocarse una estera (por ejemplo, un vellón) en esta parte trasera 101 además de las depresiones 106 y/o las depresiones 108. Esta alfombrilla puede colocarse suelta en la caja de salida 20 o fijarse a la parte posterior 101. Dicha alfombrilla puede utilizarse en todas las realizaciones descritas. Estas medidas, solas o en conjunto, conducen a un aumento de la "fricción superficial" de la espalda 101. Esto puede mejorar la transferencia de calor, es decir, el intercambio de calor, entre el elemento de ventilación 100 y el flujo de aire L1. Por un lado, el flujo de aire L1 se precalienta un poco antes de entrar en la sala 1, y por otro, se extrae calor del elemento de ventilación 100.

Entre otras cosas, la fuerza y la dirección (aquí, por ejemplo, dirigida perpendicularmente hacia el lado trasero 101) del flujo de aire L1, que se guía a través de un suministro de aire 21 hacia la caja de salida trasera 20, influye en la fuerza de los flujos de aire primario fino individuales L2 (aquí, también denominados corrientes de aire individuales) que emergen a través de las aberturas de paso de aire 102 de un elemento de ventilación 100. En la Fig. 1B se muestra un esquema del principio. En la Fig. 1B, puede verse una única abertura de paso de aire 102 que se extiende desde la parte posterior 101 a través del elemento de ventilación 100 hasta la parte frontal 103. Una parte del flujo de aire L1, que fluye a lo largo del lado trasero 101, pasa a través de la abertura de paso de aire 102 y entra así en el espacio R como flujo de aire primario L2. Las flechas de diferentes longitudes del flujo de aire primario L2 indican los vectores de velocidad de este flujo de aire primario L2. La velocidad en el núcleo es mayor que en el borde de la ranura de punzonado 102. En la zona de los bordes, cada uno de los finos flujos de aire primarios L2 provoca otros flujos de aire por inducción (denominados aquí flujos de aire secundarios), que están marcados como L3 en la Fig. 1B. Es decir, cada uno de los finos flujos de aire primario L2 arrastra aire de la sala R, lo que conduce a una rápida mezcla del aire fresco L1 con el aire de la sala. El volumen total de aire puesto en movimiento por los flujos finos de aire primario L2 se hace cada vez mayor debido al aire secundario inducido L3, mientras que la velocidad se hace cada vez menor con el aumento de la distancia desde el elemento de ventilación 100 en la dirección de la sala.

Al pasar a través de las aberturas de paso de aire 102 hacia el espacio R, se induce un flujo de aire secundario L3 por inducción a partir del flujo de aire primario L2 en cada una de las aberturas de paso de aire 102, como se ha mencionado. Aquí se ha demostrado que existe una correlación entre la longitud total del borde (circunferencia de la ranura del punzón: U) de una abertura de paso de aire 102, la superficie de la ranura de punzonado F de esta abertura de paso de aire 102 y el efecto de inducción. Resulta que una abertura de paso de aire circular tiene una relación desfavorable entre la circunferencia y el área.

Ya se ha mencionado que las ranuras de punzonado 102, 102' tienen una longitud de ranura L entre 2 y 10 mm y una anchura de ranura W entre 0,1 y 0,8 mm. Utilizando la siguiente Tabla 1, los valores extremos resultantes de estas especificaciones de alcance se comparan con una abertura de aire circular con la misma área.

Los dos casos extremos mostrados en la tabla indican que para el área de ranura más pequeña posible F = 0,1 mm2 , la relación R es aproximadamente dos veces mayor que para un área circular con la misma área F = 0,1 mm2. Para ser exactos, la R de la ranura perforada 102 corresponde aquí a 1,96 veces la R del círculo. Para la mayor superficie de ranura posible F = 8 mm2, la relación R es aproximadamente 2,15 veces mayor que para una superficie circular con la misma superficie F = 8 mm2.

Tabla 1

El dispositivo 10 proporciona mejores resultados si el flujo de aire L1, después de entrar en la caja de descarga 20, experimenta primero una desviación o desvío para "fluir" preferentemente a lo largo del lado trasero 101 del elemento de ventilación 100 (como indica la flecha horizontal L1 en la Fig. 1B) antes de pasar a través de las aberturas de paso de aire 102 hacia la sala 1. A la hora de distribuir el flujo de aire L1 por toda la cara posterior 101 del elemento de ventilación 100, los rebajes 106 desempeñan una función. Estos rebajes 106 tienen como efecto, entre otras cosas, que el flujo de aire L1 no "fluya" demasiado rápido por la parte trasera. Si el flujo de aire L1 "fluye" demasiado rápido, sólo puede producirse un pequeño intercambio de temperatura entre el flujo de aire L1 y el elemento de ventilación 100, como ya se ha mencionado anteriormente. Sin embargo, este intercambio de temperatura es esencial para la función como dispositivo de ventilación 10. El elemento de ventilación 100 toma casi la temperatura de la sala 1 por convección. Cuando un flujo de aire L1 que es más frío por TT entra en contacto con el elemento de ventilación 100, se transfiere una cantidad de calor Q del elemento de ventilación 100 al flujo de aire L1. En el proceso, el flujo de aire L1 se calienta y el elemento de ventilación 100 se enfría. Por lo tanto, es importante que el tiempo de permanencia del flujo de aire frío L1 en la parte posterior 101 del elemento de ventilación 100 sea lo más largo posible. Esto se debe, entre otras cosas, a la interacción del flujo de aire L1 con los huecos 106. Estas depresiones 106 provocan una turbulencia local o un frenado del flujo de aire L1. También aumentan la superficie efectiva.

Aquí es importante que la parte trasera 101 no sea demasiado rugosa ni demasiado lisa. Preferentemente, como se indica en las Figs. 6A y 6B, los rebajes 106 están retrasados un desplazamiento V con respecto al nivel del plano (principal 5) E de la espalda 101. V es preferentemente de 0,1 a 2 mm. Además, los rebajes 106 están preferentemente diseñados para rodear cada ranura de punzonado 102. Los rebajes 106 tienen preferentemente un área (sin incluir el área real de la ranura perforada F) que es aproximadamente de 1 a 5 veces el área de la ranura perforada F. La Fig. 6B muestra una realización en la que el área de los rebajes 106 es aproximadamente 2 veces el área F de la ranura de punzonado.

También se descubrió que el tamaño de la denominada sección transversal libre FQ por unidad de superficie del elemento de ventilación 100 desempeña un papel importante. Si la sección transversal libre FQ por unidad de superficie es demasiado grande, entonces el flujo de aire L1 procedente de la caja de salida 20 pasa a través de las aberturas de paso de aire 102 casi sin obstáculos y a una velocidad de flujo baja. Si la sección libre FQ por unidad de superficie es demasiado pequeña, se produce un efecto de atasco no deseado en la caja de salida 20. Lo óptimo es una sección transversal libre FQ que esté entre el 3 y el 20%. Al determinar la sección libre por unidad de superficie, no se tienen en cuenta las superficies de los bordes ni otras superficies que no tengan ranuras perforadas 102. En el ejemplo de la Fig. 5A, el área total GF se calcularía del siguiente modo: GF = T1 x B1. En este ejemplo, el área total GF comprende ciento doce ranuras perforadas 102. La sección libre FQ en porcentaje se calcula de la siguiente manera: FQ = 100 x (112 x L x A) / GF.

Se consigue una mejor mezcla del aire ambiente si el número de inducción del dispositivo de ventilación 10 es lo mayor posible. Por otro lado, deben cumplirse las normas (por ejemplo, la norma SIA 382/1), por ejemplo, en lo que respecta a la ausencia de corrientes de aire de dicho dispositivo de ventilación 10. Con el dispositivo de ventilación 10 conocido, se pueden alcanzar números de inducción de hasta 10, lo que significa que, por ejemplo, 1 m3 de flujo de aire primario L2 mueve aproximadamente un factor de 10 más de aire ambiente.

Además, el rendimiento del dispositivo de ventilación 10 desempeña un papel importante, ya que el rendimiento en principio tiene una correlación directa con la eficiencia económica y los costes de un dispositivo de ventilación 10 incluyendo todas las unidades auxiliares.

Los dispositivos de ventilación 10 alimentados con un flujo de aire L1 que tiene un AT entre 2 y 10 grados Celsius han demostrado ser particularmente útiles. En el presente caso, sin embargo, AT puede estar entre 4 y 12 grados centígrados. Sin embargo, valores de AT mayores pueden provocar corrientes de aire desfavorables y desagradables en la sala 1.

Los dispositivos de ventilación 10 se dimensionan preferentemente y las unidades auxiliares se diseñan para alcanzar un rendimiento superior a 50 m3 /h por m2 de superficie del elemento de ventilación 100 sin necesidad de especificar un AT superior a 18 grados Celsius.

Preferentemente, se utiliza como elemento de ventilación 100 una placa metálica (por ejemplo, de acero al cromo) con un espesor D comprendido entre 0,5 y 2 mm. Dicha placa metálica puede mecanizarse de la manera requerida mediante punzonado o corte de tal forma que, por un lado, las ranuras de punzonado 102 y, por otro, los rebajes 106 se formen con las dimensiones ya indicadas anteriormente.

Tal y como se utiliza en este documento, el término "punzonado" se utiliza para describir un proceso en el que una herramienta de punzonado, corte o hendido penetra en la lámina de material para crear las ranuras de punzonado 102 en la misma. Al punzonar, el borde de las ranuras de punzonado puede recortarse para crear así las hendiduras 106 en una sola operación. Por lo tanto, el término "ranura perforada" no se limita a las ranuras producidas por punzonado clásico, sino que también incluye las ranuras producidas por corte o hendidura.

Preferentemente, en las diversas realizaciones, se utiliza una disposición regular de las ranuras perforadas 102 con una cuadrícula de líneas con un espaciado de líneas Z1 de 1 a 15 mm y con un espaciado de columnas de 1 a 10 mm. La separación entre ranuras corresponde preferentemente a la longitud L de la ranura, como puede verse en las figuras 5A y 5B. Sin embargo, la separación también puede ser mayor o menor que la longitud de la ranura L. Preferentemente, la separación está entre 0,5 veces L y 2 veces L.

Las ranuras de punzonado 102 están preferentemente escalonadas entre sí, como se muestra en las diversas figuras. Pueden disponerse en un "hueco", como se muestra en la Fig. 5B, pero también pueden solaparse parcialmente entre sí, como se muestra en la Fig. 8.

Para poder diseñar el elemento de ventilación 100 de forma visualmente atractiva, debe adaptarse en color. Los procedimientos de barnizado y las pinturas convencionales no son adecuados, ya que existe el riesgo de que se obstruyan las ranuras perforadas y, por lo tanto, se perjudique gravemente el efecto de ventilación. Preferentemente, el elemento de ventilación 100 se reviste por tanto con polvo de capa fina para evitar su obstrucción.

Basándose en diversas realizaciones, se muestra que el elemento de ventilación 100 puede ser una placa plana o en forma de artesa. En las figuras 1A y 3, se utiliza una placa plana como elemento de ventilación 100. Las figuras 2 y 4 muestran, respectivamente, realizaciones en forma de cuba y en forma de artesa. Al elevar o doblar los bordes del elemento de ventilación 100, se puede mejorar la impresión estética general.

Las dos realizaciones de las figuras 1A y 2 difieren entre sí esencialmente sólo en la forma de los elementos de ventilación 100. Todos los demás elementos pueden ser idénticos o tener un diseño similar. El aire se suministra aquí a través de un conducto de suministro de aire 21 con al menos una boquilla de aire 22 dirigida hacia la parte trasera 101 del elemento de ventilación 100. Estos elementos del suministro de aire están dispuestos de tal manera que un flujo de aire puede pasar a través del conducto de suministro de aire 21 y desde allí a través de la(s) boquilla(s) de aire 22 a la caja de salida 20.

Las dos realizaciones de las figuras 3 y 4 difieren entre sí esencialmente sólo en la forma de los elementos de ventilación 100. Las figuras 3 y 4 muestran realizaciones en las que el suministro de aire está construido de forma ligeramente diferente. El suministro de aire aquí comprende una caja de entrada 23 con un conducto de aire 25 y con al menos una boquilla de aire 24. Estos elementos del suministro de aire están dispuestos de tal manera que una corriente de aire puede fluir a través del conducto de aire 25, por ejemplo lateralmente hacia la caja de entrada 23 y desde allí a través de las toberas de aire 24 hacia la caja de salida 20. En la caja de salida 20, estas dos realizaciones se comportan de manera similar a las realizaciones de las figuras 1A y 2.

Además de las ventajas ya mencionadas, las realizaciones mostradas también tienen la ventaja de proporcionar una muy buena amortiguación acústica. La buena amortiguación acústica resulta del efecto autoabsorbente del elemento de ventilación plano 100 con ranuras troqueladas 102.

Debido al hecho de que los dispositivos de ventilación 10 proporcionan un mejor rendimiento (introducción de aire con mayores subtemperaturas) (en relación con el metro cuadrado de los elementos de ventilación planos 100) mediante el uso de los elementos de ventilación planos 100, se pueden construir superficies de salida de ventilación de área significativamente menor, que sin embargo producen el mismo efecto de enfriamiento en una sala 1 que los sistemas de ventilación con superficies de salida de ventilación de área mayor o introducciones de aire convencionales con difusores de aire. Si un sistema de ventilación convencional, por ejemplo, puede introducir sin corrientes de aire (según SIA 382/1) con una subtemperatura máxima de 8 K, un dispositivo de ventilación con la ranura correspondiente del elemento de ventilación, ya puede introducir aprox. el doble de salida (subtemperatura 16 K) sin corrientes de aire en la sala.

Estos dispositivos de ventilación 10 pueden utilizarse en el techo, la pared y el suelo de una sala 1.

Los elementos de ventilación planos 100 pueden utilizarse como elemento de un techo refrigerante con activación, es decir, con refrigeración por agua, o como elemento de un dispositivo de ventilación 10 tal como se ha descrito.

Aunque estos dispositivos de ventilación de la técnica anterior ya han supuesto una mejora significativa, sigue existiendo la necesidad de climatizar eficazmente grandes salas con dispositivos de refrigeración que cubran un área lo más pequeña posible sin provocar molestas corrientes de aire. Estos dispositivos de ventilación deben poder utilizarse no sólo en zonas de techo, pared y suelo, sino también en esquinas.

En investigaciones de gran alcance, ha resultado bastante sorprendente que, si se utilizan elementos de ventilación con ranuras adecuadamente finas, un mayor rendimiento no está necesariamente asociado a una mayor superficie activa, sino que, si se cumplen determinadas condiciones límite, se puede conseguir un suministro de aire mayor y, sin embargo, sin corrientes de aire, con una reducción de la superficie activa. Esto se consigue disponiendo al menos una superficie activa y otra inactiva en el elemento de ventilación en una proporción geométrica definida, lo que permite alcanzar una carga superficial y una diferencia de temperatura (AT) significativamente mayores sin crear molestas corrientes de aire. Parece importante que las superficies activas(OA) no sean demasiado grandes con respecto a al menos una dimensión caracterizadora, por ejemplo, con respecto a la anchura de un área de superficie activa que se extiende a lo largo del elemento de ventilación, de modo que pueda fluir suficiente aire ambiente hacia la superficie activa desde los lados. Sólo mediante una disposición de este tipo, en particular con superficies más grandes mediante una alternancia de superficies activas e inactivas, puede conseguirse un efecto denominado "pulverización", que se produce cuando la diferencia de presión entre la caja de salida y la sala a ventilar es de al menos 17 a 20 Pa. Se descubrió que sólo con una caja de salida de este tipo, debido a las ranuras estrechas y a la(s) zona(s) de salida o inactiva(s) del elemento de ventilación limitada(s) por zonas inactivas adicionales, por un lado se puede establecer fácilmente una sobrepresión necesaria y, por otro, debido a la interacción de la sobrepresión, la disposición de las zonas activas e inactivas, así como la cuadrícula de ranuras en las zonas activas, en el lado del elemento de ventilación que da a la sala, se produce una liberación inmediata y completa del flujo directamente hacia la sala, lo que aquí se denomina, en sentido figurado, pulverización. Debido a la geometría, el flujo de aire de impulsión es esencialmente perpendicular a la superficie del elemento de ventilación y crea un gran efecto de inducción al arrastrar el aire ambiente que fluye lateralmente. Se consiguen grandes distancias de proyección y, al mismo tiempo, se evitan las corrientes de aire, presumiblemente debido a la alternancia a pequeña escala del aire de impulsión que sale de las ranuras a gran velocidad como toberas y el aire ambiente arremolinado que fluye entre ellas. No obstante, por razones prácticas y para evitar las corrientes de aire que, a pesar de todo, pueden producirse si la diferencia de presión es demasiado elevada, no deben superarse los límites entre 100 y 150 Pa de diferencia de presión que se mencionan a continuación.

Para resolver las tareas anteriores, se propone un dispositivo de ventilación con las características de la reivindicación 1. Se propone además un dispositivo de ventilación con las características de la reivindicación 21, que comprende una pluralidad de dispositivos de ventilación según la reivindicación 1. También se propone un procedimiento de funcionamiento de un dispositivo de ventilación con las características de la reivindicación 22. Las realizaciones preferentes se definen en las reivindicaciones dependientes.

Para ello, se utiliza un dispositivo de ventilación que, en estado montado, tiene un elemento de ventilación plano orientado en la dirección de la sala con aberturas de paso de aire, una caja de salida que se proporciona en un lado posterior del elemento de ventilación opuesto a la dirección de la sala con un suministro de aire para suministrar un flujo de aire, y el elemento de ventilación que tiene, de una manera conocida, una pluralidad de ranuras instaladas en una cuadrícula que comprende filas y columnas como aberturas de paso de aire. Cada una de las ranuras tiene una longitud (L) de 2 a 20 mm y una anchura (W) de 0,1 a 0,8 mm, preferentemente de 0,2 a 0,6 mm; la separación entre líneas (Z1), es decir, la distancia entre las líneas no escalonadas, es de 1 mm a 15 mm. En este caso, entre cada dos filas que no estén desplazadas con respecto a la dirección x, se puede insertar una fila desplazada con respecto a las posiciones de las ranuras en la dirección del eje x aproximadamente a la mitad de la distancia (Z1/2). El desplazamiento puede ser del orden de 1 a 2 longitudes de ranura aproximadamente. Las longitudes y anchuras de las ranuras de las filas escalonadas también están dentro de los intervalos especificados anteriormente, pero pueden ser diferentes o iguales a las dimensiones de las ranuras de las filas no escalonadas. La retícula de las columnas (S1), es decir, la distancia entre las columnas, en particular entre las columnas de la misma altura de fila, es de 0,5 x L a 2 x L, es decir, de 1 a 20 mm. Es preferente que la separación entre columnas sea la misma en ambos lados. Las columnas adyacentes con filas escalonadas pueden disponerse enrasadas o superpuestas.

Según la invención, el elemento de ventilación comprende una pluralidad de regiones de superficie activa OA y una pluralidad de regiones de superficie inactiva OI , y se aplica al menos una dimensión caracterizadora XA, por ejemplo la longitud, anchura, altura, diámetro, etc., de la región de superficie activa O^a:

preferente

Por superficie activa Oa se entiende aquí una superficie con ventilación activa, es decir, una superficie con una cuadrícula como la mencionada anteriormente, en la que el aire puede fluir a través de la cuadrícula de ranuras, mientras que en el caso de las superficies inactivas O_ila cuadrícula de ranuras está cubierta o no está prevista desde el principio. También pueden establecerse dimensiones similares o incluso iguales de una dimensión caracterizadora XI para las superficies inactivas:

Preferente

Para las dimensiones de caracterización de la superficie activa OA y de la superficie inactiva OI , se determinaron en los ejemplos las siguientes dimensiones, es decir, anchura de un rectángulo, lados de un cuadrado, diámetro de un círculo, altura de una superficie cilíndrica: 6 mm ≤ (OA u OI) ≤ 1000 mm, preferentemente 8 mm ≤ (OA u OI) ≤ 350 mm. La cuadrícula debe comprender al menos tres filas y tres columnas, pero preferentemente al menos 4 filas y 4 columnas. Por lo tanto, la anchura mínima de cada elemento activo debe ser la correspondiente.

La parte trasera del elemento de ventilación puede tener una disposición regular de rebajes como la descrita anteriormente, que se forman frente al nivel de un plano trasero (E) del elemento de ventilación en la dirección de la sala.

La superficie del elemento de ventilación puede ser plana, cilíndrica o prismática. Por cilíndricas y prismáticas también se entienden aquí las superficies sólo parcialmente cilíndricas o parcialmente prismáticas, como las utilizadas para las llamadas fuentes de esquina, es decir, los dispositivos de ventilación de cuarto cilíndrico utilizados en la esquina de una sala, por ejemplo. Por lo que respecta a las formas prismáticas, se hace especial referencia a los diseños ventajosos con hexágonos u octógonos regulares o sus formas semiprismáticas o cuartoprismáticas.

Según la invención, la superficie del elemento de ventilación comprende superficies activas(OA) y superficies inactivas (OI) dispuestas alternativamente. Por ejemplo, en forma de banda, de onda o de tablero de ajedrez. Alternativamente, varias superficies activas (OA) o varias superficies inactivas (OI) pueden distribuirse en un campo inactivo o activo en la superficie del elemento de ventilación. Por ejemplo, como círculos, elipses, triángulos, cuadriláteros u otros polígonos, por ejemplo rectángulos o romboedros, dispuestos como superficies activas o inactivas en un campo inactivo o activo.

La relación entre las superficies activas (OA) y las superficies inactivas (OI) es la siguiente:

Preferente

El dispositivo puede ser al menos parcial o totalmente cilíndrico o prismático, de modo que las superficies activas (oA) cilíndricas o prismáticas del elemento de ventilación (100) se alternan con las superficies inactivas cilíndricas o prismáticas en la dirección de un eje cilíndrico o prismático, de modo que la altura hA es el tamaño característico de la superficie activa y la altura hI es el tamaño característico de la superficie inactiva. Este diseño es adecuado, por ejemplo, para luminarias en forma de columna, verticales o, por ejemplo, tubulares que se instalan paralelas a un techo. La altura de la superficie activa cilíndrica o prismática puede ser de 60 a 180 mm, preferentemente de 100 a 140 mm. Si las superficies cilíndricas o prismáticas tienen poca altura, en lo sucesivo también se denominarán anulares o anillos.

Alternativamente, en un dispositivo que a su vez es al menos parcialmente o en su totalidad cilíndrico o prismático, al menos un segmento cilíndrico o al menos un segmento prismático de la superficie del elemento de ventilación puede tener una superficie activa (OA) continua y/o una superficie inactiva (OI) correspondiente que sólo se interrumpe a intervalos mayores. Para diámetros mayores, pueden disponerse varias superficies alternas activas e inactivas a lo largo de la circunferencia, paralelas al eje del cilindro o prisma.

La cuadrícula de ranuras puede formarse esencialmente sobre toda la superficie del elemento de ventilación, por lo que, como es familiar para los expertos en la materia, las zonas de los bordes pueden excluirse, por ejemplo por razones de procesamiento, y las zonas de superficie inactiva (OI) del elemento de ventilación pueden estar formadas por cubiertas planas.

La cubierta puede estar formada por una lámina o una pintura que cubra las ranuras y puede colocarse básicamente en el interior o en el lado de la sala del elemento de ventilación que da a la sala. La hoja o lámina puede pegarse o, en particular, simplemente sujetarse cuando se fija al interior. Por ejemplo, la cubierta puede consistir en una lámina o lámina elástica, total o parcialmente cilíndrica o total o parcialmente curvada prismáticamente, que se sujeta o/y se pega al elemento de ventilación del dispositivo que es, por ejemplo, al menos parcialmente cilíndrico o parcialmente prismático.

En principio, en todas las realizaciones, el elemento de ventilación puede comprender una placa metálica con un espesor (D) de entre 0,5 mm y 2 mm o estar fabricado en su totalidad a partir de una placa de este tipo. El material puede ser, por ejemplo, una chapa, por ejemplo de acero galvanizado electrolíticamente (EVZ), acero inoxidable o aluminio. Las ranuras pueden realizarse en el material como se ha mencionado anteriormente, por lo que la relación (V) entre la circunferencia de la ranura del punzón (U) y el área de la ranura del punzón (F) puede estar, por ejemplo, entre 2,7 mm-1 y 22 mm-1. La sección libre (FQ) por unidad de superficie del área activa Oa del elemento de ventilación puede estar comprendida entre el 1 y el 20%, preferentemente entre el 2 y el 10%. Además, cada ranura perforada puede estar rodeada por un rebaje y/o se pueden prever rebajes entre las ranuras perforadas, en cada caso en el lado del elemento de ventilación que da a la caja de salida.

Además, al menos otra fila de ranuras puede estar dispuesta entre las filas de la cuadrícula a una distancia de media fila Z1/2. Las hendiduras de la fila adicional pueden estar desplazadas con respecto a la dirección de la longitud de la hendidura (L) con respecto a un eje x, preferentemente desplazadas simétricamente con respecto a las hendiduras de las dos filas directamente adyacentes. Las ranuras de las filas y las ranuras de las filas adicionales pueden formar una disposición de columnas superpuestas, enrasadas o espaciadas. Las ranuras de la fila adicional pueden tener cada una una longitud de ranura (L) de entre 2 y 10 mm y una anchura de ranura (W) de entre 0,1 y 0,8 mm y también tener la misma geometría que las ranuras de las filas adyacentes.

De este modo, el suministro de aire del dispositivo de ventilación puede comprender un conducto de suministro de aire con al menos una boquilla de aire apuntando hacia el lado posterior del elemento de ventilación, en el que estos elementos del suministro de aire están dispuestos de tal manera que un flujo de aire puede fluir a través del conducto de suministro de aire y desde allí a través de la al menos una boquilla de aire hacia la caja de salida.

Alternativamente, el dispositivo de ventilación también puede comprender una caja de entrada como la representada anteriormente con un conducto de aire y al menos una boquilla de aire, en la que estos elementos del suministro de aire están dispuestos de tal manera que un flujo de aire puede fluir a través del conducto de aire hacia la caja de entrada y desde allí a través de la al menos una boquilla de aire hacia la caja de salida. En el caso de los dispositivos de ventilación cilíndricos o prismáticos, la caja de entrada y/o la caja de salida también pueden ser cilíndricas o prismáticas. Por ejemplo, una caja de salida cilíndrica o prismática con un diámetro/perímetro mayor puede contener una caja de entrada cilíndrica o prismática con un diámetro/perímetro menor.

La presente invención también incluye un dispositivo de ventilación que tiene una pluralidad de dispositivos de ventilación como se ha expuesto anteriormente. Además, la presente invención también comprende un procedimiento de funcionamiento de un dispositivo o dispositivo de ventilación como el explicado anteriormente, en el que el dispositivo funciona con un caudal de aire de 100 a 2000 m3/h, preferentemente de 500 a 1400 m3/h por metro cuadrado de superficie activa.

En un procedimiento de este tipo, el dispositivo puede funcionar con una diferencia de presión entre el lado interior que da a la caja de salida y el lado exterior del elemento de ventilación plano que da a la sala, estando la diferencia de presión fijada en un intervalo de 17 a 150 Pa, preferentemente de 20 a 100 Pa.

El número de inducción, es decir, la relación entre la cantidad de aire secundario arrastrado y la cantidad de aire primario introducido en el campo cercano, por ejemplo a una distancia de 800 mm de la superficie, en particular de una zona central de una superficie activa de la unidad de ventilación, puede fijarse de 5 a 20, preferentemente de 10 a 15, lo que corresponde a un valor muy elevado. Para determinar el número de inducción, se determinó el cociente de temperaturas entre la temperatura del aire de impulsión y la temperatura del aire mezclado (del aire ambiente y de impulsión) a una distancia de 800 mm y se relacionó con el caudal volumétrico.

Debido al caudal mínimo relativamente elevado necesario para garantizar la diferencia de presión correspondiente y, por tanto, el efecto de pulverización deseado, los dispositivos de ventilación según la invención son especialmente adecuados para un funcionamiento continuo constante. Se puede conseguir una buena capacidad de control si, por ejemplo, un sistema de ventilación compuesto por varios dispositivos de ventilación se maneja de forma que los dispositivos de ventilación individuales se conecten o desconecten en función de la necesidad de ventilación deseada.

Cabe señalar expresamente aquí que la invención abarca todas las realizaciones, incluso las que no se muestran expresamente aquí en ejemplos, siempre que entren dentro del ámbito de protección de las reivindicaciones de patente adjuntas.

A continuación, la presente invención se describe mediante diversas realizaciones con referencia a las Figuras 9 a 12 y las Tablas 2 y 3. Mostrando:

Fig. 9A una vista esquemática en sección de un dispositivo de ventilación tubular de la técnica anterior;

Fig. 9B y 9C cada una una vista esquemática en sección de un dispositivo de ventilación tubular según la invención;

Fig. 10A una vista esquemática de un dispositivo de ventilación columnar de la técnica anterior;

Fig. 10B una vista esquemática de un dispositivo de ventilación en forma de columna según la invención;

Figs. 11A a 11C varios esquemas de un elemento de ventilación plano para un dispositivo de ventilación;; Fig. 12 una realización esquemática de un dispositivo de ventilación tubular con un segmento en forma de cilindro y varias superficies inactivas en forma de anillo;

Fig. 13 una realización de un dispositivo de ventilación tubular con superficies anulares activas e inactivas;

Fig. 14 una realización de un dispositivo de ventilación tubular con un segmento en forma de cilindro y varias superficies inactivas en forma de anillo;

Las Figs. 15-19 muestran diversas formas constructivas de dispositivos de ventilación en columna con superficies activas o inactivas en forma de anillo o de cilindro; las Figs. 16 y 17 se refieren a ejemplos comparativos de dispositivos de ventilación que no se reivindican.

La Fig. 9A muestra esquemáticamente el diagrama de flujo, determinado en una cámara de nubes, de un dispositivo de ventilación tubular 10 del estado de la técnica montado debajo de un techo, en el que esencialmente, es decir, aparte del revestimiento por bridas y toberas, toda la superficie cilíndrica está formada como superficie activa O^acon una retícula de ranuras como la descrita anteriormente con una distancia entre ranuras (Z1) de 10 mm (longitud de ranura = 3 mm, anchura de ranura = 0,3 mm) y una distancia entre ranuras (S1) de 3 mm.

Como en todas las pruebas, otra fila de ranuras de la misma geometría se dispuso a ras entre dos filas alineadas en columnas, desplazadas una columna, de forma análoga a la Figura 5A,B. La cuadrícula de ranuras se alineó transversalmente a la dirección del flujo con respecto al eje longitudinal (3 mm) de las ranuras. Las aberturas de hendidura estaban ligeramente inclinadas en sentido contrario a la dirección axial del flujo principal de la tubería con respecto a la superficie del elemento de ventilación (dirección de profundidad, por ejemplo, perpendicular al plano de la hoja del dibujo 5A, B)).

Los experimentos se llevaron a cabo en un gran laboratorio con una altura de sala de 3350 mm y una superficie de suelo de 4200 x 6500 mm, y se filmaron con una cámara de vídeo. Para ello, se montó horizontalmente en el techo un tubo de ventilación de dos metros de longitud y 200 mm de diámetro a una altura de suspensión H (es decir, la distancia desde el centro del tubo hasta el techo). La temperatura ambiente se fijó en unos 26 °C y el aire de alimentación en unos 5 K menos. El caudal de aire de impulsión se reguló con un orificio en forma de iris (anchura nominal 125 mm) en la entrada de aire de impulsión del conducto. En la posición 1, el diafragma iris está totalmente abierto al 100 %. El caudal volumétrico correspondiente V'^zulse ajusta a esto en función de las temperaturas del aire de impulsión y del aire ambiente y del caudal de aire de extracción V'^abl, que no se trata en detalle aquí. Para más detalles sobre las pruebas realizadas con el tubo suspendido horizontalmente bajo el techo, véase la tabla 2, y en lo que respecta a la disposición geométrica de las superficies libres y ocultas, las figuras 9B y 9C, y en lo que respecta a las pruebas 20 y 21, las figuras 13 y 14. Los demás datos que figuran en la tabla se refieren a la siguiente información: El número de ensayo; la altura de suspensión; en cada caso, desde el techo hasta el centro/eje del tubo, medida en milímetros; la superficie cubierta, en este caso encintada (datos de superficie en m2); la superficie cubierta adicionalmente por revestimientos o toberas; la superficie libre; la carga de superficie correspondiente en m3/(h*m2), que resulta del caudal volumétrico V' (en m3/h) del aire de impulsión, igualmente especificado; el ajuste del diafragma iris; la temperatura del aire de impulsión T^zuly la temperatura ambiente TRaum en °C; la temperatura diferencial AT entre la sala y el aire de impulsión en K; la diferencia de presión AP^stentre la presión positiva dentro del conducto y en la sala; las alturas de medición para medir la velocidad del aire en la sala en cm medidas desde el nivel del suelo de la sala de ensayo; y las velocidades del aire correspondientes V^luften mm/s (valor medio durante 180 segundos).

Se descubrió que en el caso de un tubo 10 con una superficie cilíndrica esencialmente completamente activa, se forma inicialmente un flujo L6 esencialmente vertical hacia abajo, como se esboza en la Fig. 9A, que sólo se distribuye lateralmente en la región inferior, como resultado de lo cual pueden producirse corrientes de aire notables tanto debajo de la ventilación como en la región inferior. Por ejemplo, se midieron velocidades de entre 185 y 300 mm/s a una altura de 180 cm en un árbol de medición colocado debajo del tubo 10 a una distancia del eje del tubo. La distancia se ajustó de forma que el árbol de medición se situara en una zona de la mayor caída de aire frío (mayor velocidad de flujo) determinada de antemano mediante ensayos de gases de combustión. Los experimentos numerados 1, 2, 6, 7 y 9 se refieren a una disposición experimental de este tipo.

Alternativamente, en los ensayos 3, 4, 5, 8, 10, 11, 12 y 13, la mitad inferior del cilindro se enmascaró con una lámina, de forma análoga a la Figura 9B, como se indica en la tabla. Así, los respectivos arcos circulares kA, ki pueden considerarse como la variable caracterizadora o característica de la superficie activa o inactiva O^au Oi. El patrón de flujo en las pruebas 3, 4, 5 y 10 permaneció esencialmente inalterado. Sin embargo, en los ensayos con una carga superficial elevada de 546 m3/h*m2, o a partir de una sobrepresión en la tubería de al menos 17 Pa (ensayo número 11), sorprendentemente, se produjo un comportamiento de flujo completamente diferente del caudal de aire de impulsión L7 o L7' que sale a la sala, como se muestra en las Figs. 9B y 9C. El flujo de aire se pulveriza desde las ranuras que no se muestran aquí, como si saliera de toberas situadas bajo el techo o se introdujera lateralmente en la sala. El aire ambiente es arrastrado por el aire de impulsión como indican las flechas L8 y L8'. A continuación, esta mezcla de aire de impulsión y aire ambiente se hunde sobre una gran superficie a una velocidad relativamente baja. Con una disposición de prueba idéntica, la velocidad de flujo a una altura de 180 cm se reduce significativamente, por ejemplo, de 210 a 140 mm/s (compare la prueba 8 con la prueba con la disposición de vanguardia en la prueba 7) o, por ejemplo, de 300 a un intervalo entre 110 y 200 mm/s (compare las pruebas 11, 12, 13, con la prueba con la disposición de vanguardia en la prueba 9).

En los experimentos 11 y 12, como se muestra en la Fig. 9C, la superficie activa semicilíndrica superior se dividió por una cubierta adicional 11 dispuesta en medio, dando como resultado la cantidad caracterizadora kA' para la superficie activa y las cantidades características kI y ki' para la superficie inactiva. En la prueba 11 se alcanzó una distancia de lanzamiento de un metro. Con la misma geometría y un aumento significativo de la presión o de la carga alar, como se muestra en la prueba 12, la distancia de proyección podía duplicarse hasta 2 m, pero en todas las alturas de medición se producía una velocidad del aire excesivamente alta y, por tanto, fenómenos de calado. Por el contrario, el ensayo 13 muestra un ajuste muy favorable de la diferencia de presión para una disposición idéntica a la del ensayo 10, es decir, cubriendo el segmento inferior del cilindro. Se alcanzó una distancia de lanzamiento de 1,3 m sin corrientes de aire. La altura de lanzamiento desde el eje del tubo fue de 0,6 m en las pruebas 12 y 13. Este valor corresponde a la componente de altura de la distancia de lanzamiento medida desde el eje del tubo. Este valor corresponde a la componente de altura de la distancia de proyección medida desde el eje del tubo.

En los experimentos 20, en lugar de cubrir uno o más segmentos circulares de un tubo, con las mismas dimensiones que en los experimentos anteriores, se crearon una pluralidad de superficies inactivas sustancialmente anulares mediante el encintado de la superficie del elemento de ventilación 100. Como se muestra en la figura 13, se han dejado libres un total de 44 anillos, de 20 mm de ancho cada uno, de superficie activa, separados por franjas de superficie inactiva; las superficies inactivas del elemento de ventilación 100 se muestran aquí y en las figuras 14 a 19 en negro, las activas en blanco. Algunos de estos últimos tienen un grosor de anillo diferente, como se muestra, véase la figura 13. Sorprendentemente, resulta que una disposición de este tipo puede funcionar con una presión ascendente y una carga superficial inusualmente altas, por lo que sólo en el intervalo de medición cercano al suelo se midió una ligera superación del límite normativo de 150 mm/s para las corrientes de aire. La temperatura del aire en los tres puntos de medición era mucho más cercana a la del aire ambiente, lo que ya indica una inducción muy elevada. Conviene recordar aquí que los puntos de medición se establecieron en los lugares con mayor velocidad de flujo, véase más arriba.

La disposición para la prueba 21 es similar a la de la prueba 20, como se muestra en la figura 14, excepto que en este caso se cubre adicionalmente un segmento de tubo en la zona más baja del tubo con un arco de 140 mm longitudinalmente en una zona que es simétrica con respecto a la suspensión. Con esta disposición, el dispositivo de ventilación podría funcionar con una carga superficial aún mayor y, por tanto, con una diferencia de presión ajustada más elevada y sin superar la velocidad del aire permitida por la normativa en ninguna zona de la sala.

La Fig. 10A muestra el patrón de flujo esquemático, determinado en una cámara de nubes, de un dispositivo de ventilación vertical columnar 10 del estado de la técnica, en el que la mayor parte de la superficie cilíndrica está formada como superficie activaOA con una cuadrícula ranurada como se ha descrito anteriormente. Se aprecia claramente un patrón de flujo en forma de árbol L4 que se desarrolla simétricamente alrededor del dispositivo. Los detalles de un experimento de este tipo con una columna de 2 m de altura y 200 mm de diámetro se encuentran en la Tabla 3, Experimento 16, la disposición geométrica de la Figura 16. En este caso, el dispositivo de ventilación 10 consta de una placa base 26, un zócalo 27 de 150 mm de altura, el elemento de ventilación en columna 100 colocado sobre él y el suministro de aire, que no se muestra aquí con más detalle. La velocidad del flujo a una distancia de medio metro de la tubería, medida a una altura de 130 y 180 cm es muy baja, de 30 mm/s, véase la columna "Velocidad del aire en la sala", por lo que la ventilación es insuficiente. Debido al descenso relativamente rápido del aire de impulsión, que aquí es considerablemente más frío porque está mal mezclado, también pueden producirse corrientes de aire cerca del suelo, que se perciben como desagradables, incluso con un rendimiento de ventilación relativamente bajo, aunque el efecto de ventilación en el resto de la sala sea muy bajo.

Por el contrario, la Fig. 10B muestra esquemáticamente el patrón de flujo de un dispositivo de aireación vertical columnar 10 según la invención, en el que las regiones superficiales cilíndricas activas e inactivas O^a, O ⁱestán dispuestas en sucesión alterna de manera anular. Debido al aumento de la presión en el interior del dispositivo provocado por el revestimiento parcial de la superficie cilíndrica, el efecto de tobera de la cuadrícula ranurada aumenta considerablemente, siendo iguales las demás condiciones experimentales, por lo que, en combinación con las correspondientes dimensiones geométricas, en particular de las superficies activas O^a, el flujo de aire de impulsión L5 se desprende completamente y de forma esencialmente perpendicular a la superficie activa del cilindro O^a, al tiempo que arrastra aire ambiente en forma de flujo vorticial L6 procedente de las zonas adyacentes. En este caso, las alturas de los cilindros con superficies activas e inactivas hA y hi pueden considerarse dimensiones características. En los experimentos 14 y 15, con una columna también de 2 m de altura, huy hi fueron ambos de 120 mm. Los detalles geométricos se muestran en la figura 15. En la prueba 15, en la que se fijó una carga superficial similar a la de la prueba 20, también se observa un comportamiento y una diferencia de presión igualmente favorables. Incluso con la menor carga alar fijada del experimento 14, los resultados son atractivos, aunque la capacidad de refrigeración sea menor.

Otras pruebas con geometrías ligeramente diferentes se muestran en las Figuras 17 a 19, cuyos resultados se describen en las pruebas correspondientes 17 a 19 de la Tabla 3. También en este caso se utilizaron como elementos de ventilación tubos de dos metros de longitud con un diámetro de 200 mm y una cuadrícula de ranuras idéntica, y las correspondientes relaciones de superficie y geometrías se obtuvieron enmascarando la cuadrícula de ranuras con una lámina. La tabla 3 contiene, a excepción de la altura de dependencia no utilizada aquí, la información sobre los mismos ajustes y variables medidas que se describen detalladamente en la tabla 2.

La geometría de la cuadrícula se eligió como se ha descrito anteriormente. Sólo la abertura de la ranura estaba ligeramente inclinada en contra de la dirección del flujo axial principal de la tubería con respecto a la superficie del elemento de ventilación, en contraste con las pruebas indicadas en la tabla 2.

Los resultados del experimento 17 con un elemento de ventilación columnar con una superficie activa continua en la mitad superior y una superficie inactiva continua en la mitad inferior, como se muestra en la figura 17, son menos satisfactorios. En particular, en la zona inferior se supera, aunque sea ligeramente, la velocidad del aire permitida.

Por otra parte, configuraciones del elemento de ventilación como las mostradas en las figuras 18 y 19, en las que sólo la mitad inferior o sólo la mitad superior de la superficie está provista de regiones anulares de superficie activa, mientras que la otra mitad respectiva de la superficie está inactiva, ofrecen la posibilidad de hacer funcionar el dispositivo de ventilación 10 con una carga superficial muy elevada y, por tanto, con una diferencia de presión elevada, lo que favorece la propagación vertical del aire de impulsión desde la superficie del elemento de ventilación hacia el interior de la sala, en particular en el caso de cuadrículas ranuradas dispuestas transversalmente al flujo de aire de impulsión en la tubería. Este fenómeno se aplica a todos los dispositivos o procedimientos de ventilación según la invención, del mismo modo que todas las características mostradas en relación con una realización o sobre la base de un ejemplo de realización también se pueden combinar con otras realizaciones o ejemplos, siempre que esto no sea obviamente contradictorio para el experto en la materia.

Además, por lo general no es necesario prever una caja de entrada para las dimensiones convencionales de la tubería; en su lugar, dependiendo de la longitud de la tubería, es suficiente proporcionar el suministro de flujo desde un lado o, por ejemplo, en forma de T desde el centro, de modo que se establezca un flujo principal paralelo al eje dentro de la tubería desde el que los flujos parciales conducidos a través del patrón de ranuras se ramifican lateralmente, por lo que la tubería forma simultáneamente la caja de salida. Como alternativa, especialmente para diámetros grandes, se puede prever una caja de entrada, por ejemplo, a lo largo del eje de la tubería o en la zona de un segmento con una superficie inactiva.

Cabe señalar que en ningún caso se pudo lograr un comportamiento favorable comparable con una superficie continuamente activa, ni siquiera cuando se fijaron diferencias de presión y/o cargas superficiales más elevadas (véase, por ejemplo, el ensayo 16). Obviamente, el ajuste correcto de la relación entre la superficie activa y la inactiva, así como la geometría de la disposición, es decir, la disposición de las superficies activas e inactivas, contribuyen significativamente a la formación de un patrón de flujo favorable en la sala, especialmente en el caso de dispositivos de ventilación de gran superficie.

Cabe señalar que en todas las pruebas se utilizó el mismo dispositivo de ventilación básico, cuyo elemento de ventilación cilíndrico 100 tiene una cuadrícula de ranuras como la descrita anteriormente con ranuras alineadas paralelamente al eje del cilindro. Por tanto, la diferencia en el comportamiento de flujo con parámetros de ensayo idénticos se debe únicamente al diferente revestimiento/disposición de las superficies activas e inactivas, que en este caso sólo se realizó por razones prácticas mediante el encintado externo de diferentes áreas de superficie con una lámina adhesiva.

En general, puede observarse que en cualquier dispositivo de ventilación tubular, el uso de un elemento de ventilación (100) que tenga una pluralidad de regiones anulares o parcialmente anulares alternantes de superficie activa e inactiva ha resultado ventajoso en funcionamiento. Esto permite que se cree una mayor diferencia de presión entre el interior del tubo y el entorno, lo que permite que se produzca un efecto de pulverización con mayor alcance e inducción, y además una mayor capacidad de refrigeración/calefacción. Esto se aplica no sólo a las secciones de tubo circulares, cilíndricas o poliédricas, sino también a las correspondientes secciones de medio tubo o cuarto de tubo, como las utilizadas para los dispositivos de ventilación que pueden funcionar en una pared o en una esquina de la sala.

En las figuras 11A a 11C se muestran otros ejemplos de división de superficies, en particular para dispositivos de ventilación de gran superficie con un área total de, por ejemplo, más de 1 o 2 m2.

Así, la Fig. 11C muestra una disposición de superficies activas circulares Oa en un campo inactivo O i de un elemento de ventilación plano 100, que puede tener forma plana o, por ejemplo, de cuarto, medio o cilindro completo. El diámetro dA puede considerarse como la dimensión caracterizadora de la superficie activa O^a. El diámetro (flecha doble) del círculo discontinuo insertado entre las superficies activas puede considerarse el tamaño característico de la zona inactiva. Cabe señalar que la indicación de un tamaño o dimensión caracterizadores X ⁱpara la superficie inactiva sólo puede ser ventajosa si el área del elemento de ventilación en la dirección de ambas coordenadas de superficie es mayor que el tamaño o dimensión caracterizadores xa de la superficie activa. En particular, mayor que el doble de la dimensión xa de la superficie activa.

La Fig. 11B muestra un elemento de ventilación 100 correspondiente con regiones superficiales activas e inactivas alternantes en forma de bandaOA yOi con las correspondientes dimensiones de caracterizaciónbA,bi. La Fig. 11C muestra una disposición similar a la de un tablero de ajedrez, pero en la que las superficies inactivasOi son tiras continuas en dos direcciones y forman pasillos que se cruzan, aquí ortogonales, a través de los cuales el aire ambiente puede fluir con especial facilidad hacia las superficies activasOA . De este modo, se puede mejorar aún más el efecto de inducción, especialmente con elementos de ventilación 100 de gran superficie. Las dimensiones características aquí son la(s) longitud(es) lateral(es)sA de la zona activaOA y la(s) anchura(s) de pasillo si de las zonas inactivasOI. Por supuesto, este efecto también puede combinarse con pasillos que discurran en diagonal unos contra otros y/o con superficies activas elípticas, especialmente circulares.

La Fig. 12 muestra otro dispositivo de ventilación tubular 10 según la invención, en el que las regiones superficiales inactivas O i del elemento de ventilación 100 están formadas en forma de tira continua en dos direcciones y forman pasillos que se cruzan. El dispositivo de ventilación cuelga horizontalmente bajo el techo. Un diseño de este tipo es ventajoso para diámetros de tubería mayores, por ejemplo a partir de 300 mm, y/o grandes diferencias de temperatura entre el aire de impulsión y el aire ambiente (por ejemplo > 3 K), especialmente con la correspondiente subtemperatura del aire de impulsión y una mayor capacidad de refrigeración. En la zona inferior del tubo, las cuadrículas de las ranuras están cubiertas o no se ejecutan, lo que da lugar a una distribución más favorable del aire de impulsión, en particular de un aire de impulsión con una temperatura inferior a la del aire ambiente. Del mismo modo, estos tubos también pueden diseñarse como columnas verticales, en las que la superficie inactiva paralela al eje del tubo puede disponerse en varias franjas más estrechas alrededor de la circunferencia, en función del lugar de instalación.

En general, es ventajoso que las tuberías formen los patrones de ranuras de tal manera que sean transversales, en particular perpendiculares a la dirección del flujo, debido a una mayor presión dinámica que se forma en el interior de la tubería como resultado del flujo volumétrico, ya que esto facilita un rápido desprendimiento del flujo de la superficie de la tubería hacia la sala, por ejemplo esencialmente perpendicular a la superficie exterior del elemento de ventilación 100 que da a la sala. Las ranuras también pueden ser perpendiculares a la superficie del elemento de ventilación o, como suele ser inevitable por motivos de fabricación, estar ligeramente inclinadas hacia dentro (es decir, en un ángulo ligeramente inferior a 90 grados) o en contra (es decir, en un ángulo ligeramente superior a 90 grados) de la dirección del flujo principal dirigido axialmente (por ejemplo, en un intervalo de 0 a 10 grados, es decir, por ejemplo, de 80 a 110 grados con respecto a la superficie).

Por lo general, la orientación de la cuadrícula ranurada desempeña un papel menor en el caso de los dispositivos de ventilación en forma de caja, especialmente si éstos disponen además de una caja de entrada 23 que ya desvía el flujo de aire desde una orientación paralela al eje del tubo en dirección a la superficie interior del elemento de ventilación. En cambio, en el caso de elementos de ventilación tubulares o columnares, o más en general, si el flujo de aire de impulsión es esencialmente paralelo a la superficie interior del elemento de ventilación y el eje longitudinal de las ranuras está alineado paralelamente a ésta, puede producirse una indeseable descarga plana o incluso paralela a la superficie del aire de impulsión en la sala, lo que dificulta el desprendimiento del flujo de aire y empeora notablemente el rendimiento de la ventilación. En particular, esto provoca un tiro más corto y una inducción más baja.

En el caso de flujos dirigidos exclusivamente hacia abajo, ha resultado ventajoso proporcionar más y/o mayores distancias entre las superficies activas, es decir, aumentar la proporción de la superficie inactiva. Por ejemplo, cuando las superficies activa e inactiva de un techo refrigerante están dispuestas en tiras, la dimensión caracterizadora xi, en este caso la anchura bi de las tiras de la superficie inactiva Oi puede seleccionarse en un intervalo de 500 a 1000 mm, mientras que la anchura de la superficie activa Oa se selecciona en un intervalo de 8 a 350 mm. Además, las zonas activas pueden verse interrumpidas por zonas inactivas, por ejemplo, como se ha descrito anteriormente con más detalle.

Lista de signos de referencia

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de ventilación (10) para montaje en una sala (1), en el que el dispositivo de ventilación (10) en el estado montado tiene un elemento de ventilación plano (100) orientado en la dirección de la sala con aberturas de paso de aire y en el que una caja de salida (20) está provista en un lado posterior (101), opuesto a la dirección de la sala, del elemento de ventilación (100) con un suministro de aire (21, 22; 23, 24, 25) para suministrar un flujo de aire, y el elemento de ventilación (100) tiene una pluralidad de ranuras (102) como aberturas de paso de aire, que están dispuestas en una cuadrícula que comprende filas (109) y columnas (110), y cada una de las ranuras (102) tiene una longitud de ranura (L) de entre 2 y 10 mm y una anchura de ranura (W) de entre 0,1 y 0,3 mm, siendo la cuadrícula de fila (Z1) de 1 mm a 15 mm y la cuadrícula de columna (S1) de 0,5 x L a 2 x L, caracterizado porque la superficie del elemento de ventilación (100) comprende superficies activas (OA) y superficies inactivas (OI) dispuestas alternativamente y para al menos una dimensión caracterizadora XA de cada área de superficie activa (OA) se aplica lo siguiente:

donde lo siguiente se aplica a la relación de área de las superficies activas (OA) con respecto a las superficies inactivas (OI):

mediante el cual se puede establecer una diferencia de presión en un intervalo de 17 Pa a 150 Pa entre el lado interior orientado hacia la caja de salida y el lado exterior del elemento de ventilación plano (100) orientado hacia la sala a ventilar.

2. Dispositivo de ventilación (10) según la reivindicación 1, caracterizado porque para al menos una dimensión caracterizadora XI de al menos una superficie inactiva se aplica lo siguiente:

3. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cuadrícula comprende al menos tres filas y tres columnas.

4. Dispositivo de ventilación (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie del elemento de ventilación es plana, cilíndrica o prismática.

5. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo comprende una pluralidad de superficies activas (OA) y/o una pluralidad de superficies inactivas (Oⁱ) distribuidas en la superficie del elemento de ventilación (100).

6. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el dispositivo es cilíndrico o prismático, en el que al menos un segmento cilíndrico o al menos un segmento prismático de la superficie del elemento de ventilación (100) tiene una superficie activa (O^a).

7. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el dispositivo es cilíndrico o prismático, en el que las regiones de superficie activa (O^a) cilíndricas o prismáticas del elemento de ventilación (100) se alternan con regiones de superficie inactiva cilíndricas o prismáticas en la dirección de un eje cilíndrico o prismático, en el que la altura hA es el tamaño característico de la región de superficie activa y la altura hI es el tamaño característico de la región de superficie inactiva.

8. Dispositivo de ventilación (10) según la reivindicación 7, caracterizado porque la altura hA de la superficie activa con forma cilíndrica o prismática es de 60 a 180 mm.

9. Dispositivo de ventilación (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cuadrícula de ranuras está formada sustancialmente en toda la superficie del elemento de ventilación (100), y las superficies inactivas (Oⁱ) del elemento de ventilación (100) están formadas por cubiertas planas.

10. Dispositivo de ventilación (10) según la reivindicación 9, caracterizado porque la cubierta comprende una hoja, una película o una pintura que cubre las ranuras.

11. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, caracterizado porque la cubierta comprende una hoja o lámina elástica total o parcialmente cilíndrica o total o parcialmente curvada prismáticamente que se sujeta y/o se pega al elemento de ventilación (100) en el dispositivo (10) de forma cilíndrica o prismática.

12. Dispositivo de ventilación (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una placa metálica con un espesor (D) entre 0,5 y 2 mm sirve como elemento de ventilación (100).

13. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque cada ranura perforada (102) tiene una relación (V) entre la circunferencia de la ranura perforada (U) y el área de la ranura perforada (F) que está comprendida entre 2,7 mm-1 y 22 mm-1.

14. Dispositivo de ventilación (10) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos otra fila de ranuras (102') está dispuesta entre las filas de la cuadrícula a una distancia Z1/2.

15. Dispositivo de ventilación (10) según la reivindicación 14, caracterizado porque las ranuras (102') de la al menos otra fila están desplazadas en la dirección de la longitud de la ranura (L) con respecto a un eje x, estando preferentemente dispuestas simétricamente desplazadas con respecto a las ranuras (102) de las dos filas adyacentes de la cuadrícula.

16. Dispositivo de ventilación (10) según la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque las ranuras (102) de las filas de la cuadrícula y las ranuras (102') de las filas adicionales forman una disposición de columnas superpuestas, enrasadas o espaciadas entre sí.

17. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque las ranuras (102') de la fila adicional tienen cada una una longitud de ranura (L) entre 2 y 10 mm y una anchura de ranura (W) entre 0,1 y 0,8 mm.

18. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 15, caracterizado porque las ranuras de las filas (102) de la cuadrícula y las ranuras (102') de la al menos otra fila tienen la misma geometría.

19. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de ventilación (100) tiene una sección transversal libre (FQ) por unidad de superficie de cada superficie activa (O^a) del elemento de ventilación (100) que está en el intervalo entre 3 y 20%, donde las superficies de borde y otras superficies que no tienen ranuras perforadas (102) no se tienen en cuenta al determinar la sección transversal libre (FQ) por unidad de superficie.

20. Dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de ventilación (100) comprende una pluralidad de regiones de superficie activa e inactiva (O^a, O ⁱ) anulares o parcialmente anulares dispuestas alternativamente.

21. Dispositivo de ventilación que comprende varios dispositivos de ventilación (10) según una de las reivindicaciones anteriores.

22. Procedimiento de funcionamiento de un dispositivo de ventilación (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el dispositivo se hace funcionar con un caudal de aire de 100 a 2000 m3/h por metro cuadrado de superficie activa y una diferencia de presión en el intervalo de 17 Pa a 150 Pa entre el lado interior orientado hacia la caja de salida y el lado exterior del elemento de ventilación plano (100) orientado hacia la sala a ventilar, en el que, en el lado del elemento de ventilación que da a la sala, se produce un desprendimiento inmediato y completo del flujo que sale directamente a la sala, desprendiéndose así el flujo de aire de impulsión de forma sustancialmente perpendicular a la superficie del elemento de ventilación.

23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado porque el dispositivo funciona con un número de inducción de 5 a 20.