MX2015002895A - Sistema evaporativo de acondicionamiento de aire. - Google Patents

Abstract

Un sistema evaporativo acondicionador de aire incluye un intercambiador de calor que tiene una entrada y una salida y una pluralidad de pasajes entre la entrada y la salida; un montaje de bomba y tobera para la introducción de aire y agua presurizados a la entrada del intercambiador de calor para crear una bruma de gotitas de agua suspendidas en el aire; un montaje de vacío para la creación de un vacío parcial junto a la salida del intercambiador de calor a fin de extraer la bruma a través de los pasajes y hacia la salida del intercambiador de calor para remover el calor del intercambiador de calor a través del enfriamiento evaporativo; y un mecanismo de transferencia para el movimiento de un medio a través del intercambiador de calor para remover el calor del aire sin permitir que el medio se mezcle con la bruma extraída a través del intercambiador de calor.

Description

SISTEMA EVAPORATIVO DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a los sistemas de acondicionamiento de aire. De manera más particular, la invención se refiere a un sistema mejorado de acondicionamiento de aire de tipo evaporativo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La mayoría de los sistemas de acondicionamiento de aire utilizan ciclos de refrigeración de absorción o compresión por vapor. Aunque estos sistemas de acondicionamiento de aire son efectivos en el enfriamiento, estos utilizan una gran cantidad de energía.

Los sistemas de acondicionamiento de aire de tipo evaporativo enfrían el aire, líquidos, u otros medios con mucha menos energía que los sistemas de refrigeración de absorción y compresión por vapor. El enfriamiento evaporativo trabaja empleando la entalpia de vaporización de gran cantidad de agua. La temperatura del aire, sobre todo cuando está seco, puede caer significativamente a través de la transición de fase de agua de líquido-a-vapor. En los climas secos, el enfriamiento evaporativo también tiene el beneficio agregado de la adición de humedad al aire acondicionado.

Un típico acondicionador de aire evaporativo tiene una bomba de agua que aplica agua a una o más terminales de REF. 254797 enfriamiento evaporativo y un ventilador o soplador que sopla el aire ambiental a través de las terminales. El aire evapora el agua en las terminales, y de esta manera, remueve o elimina el calor del aire a través del enfriamiento evaporativo. Entonces, el aire de bruma fría es suministrado a un edificio u otro espacio acondicionado a través de las ventilaciones y/o la canalización.

Aunque los acondicionadores evaporativos de aire utilizan menos energía que los sistemas de tipo de absorción/compresión por vapor, estos sufren de varias diferentes desventajas. Por ejemplo, los acondicionadores evaporativos de aire a menudo introducen demasiada humedad en un edificio o construcción, lo cual puede ser incómodo y puede provocar que las paredes, puertas y muebles se dilaten y que se corroan los componentes de metal.

Los acondicionadores evaporativos de aire también requieren que grandes volúmenes de aire sean introducidos en un espacio acondicionado, de esta manera, es requerido que las mismas cantidades de aire dentro del espacio acondicionado sean ventiladas hacia afuera. Esto crea corrientes e introduce polvo y otras partículas en el espacio. El aire pasado a través de las terminales evaporativas puede ser recirculado desde el interior del edificio para reducir la cantidad requerida de aire exterior, aunque sólo es permitido que el aire pase idealmente a través de las terminales evaporativas una vez debido a que el aire pierde su efecto de enfriamiento a medida que se vuelve saturado con el agua (el aire seco evapora el agua de manera más rápida que el aire húmedo).

El enfriamiento evaporativo también puede introducir olores en el espacio acondicionado debido a que las terminales evaporativas a menudo favorecen el crecimiento de moho, manchas de humedad, y/o bacterias. Los ventiladores necesarios para el intercambio constante de aire dentro del espacio acondicionado también pueden crear un excesivo ruido y vibraciones del ventilador.

Los sistemas evaporativos indirectos acondicionadores de aire resuelven algunos de los problemas descritos con anterioridad utilizando intercambiadores de calor, de modo que el aire enfriado de la bruma nunca entra en contacto directo con el espacio acondicionado. Sin embargo, los sistemas conocidos evaporativos indirectos requieren una gran cantidad de agua y no son eficientes ni prácticos en áreas de alta humedad.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención resuelve los problemas descritos con anterioridad y proporciona un avance distinto en la téenica de los sistemas de acondicionamiento de aire de tipo evaporativo. De manera más particular, la presente invención proporciona un sistema mejorado de acondicionamiento de aire de tipo evaporativo que no introduce una humedad excesiva en el espacio acondicionado; no es susceptible al crecimiento de moho, manchas de humedad, y/o bacterias; no introduce aire exterior excesivo en el espacio acondicionado; y es más eficiente y efectivo que los existentes sistemas evaporativos indirectos de acondicionamiento de aire.

La presente invención proporciona el enfriamiento evaporativo mejorado con una teenología llamada "Híper-Evaporación Acelerada". Como es descrito en mayor detalle más adelante, la Híper-Evaporación Acelerada crea una bruma densa de gotitas microscópicas de agua suspendidas en el aire que posteriormente, extrae o fuerza con rapidez a que la bruma y el aire ambiental pasen a través de un intercambiador de calor de metal bajo la influencia del aire presurizado o una fuente de vacío. Esto provoca que el agua en la bruma se evapore con rapidez y que enfríe el intercambiador de calor, de modo que el intercambiador de calor puede enfriar el aire o cualquier otro medio pasado por medio o a través del intercambiador de calor.

Un sistema evaporativo acondicionador de aire construido de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la invención comprende, en forma amplia: un intercambiador de calor; un montaje de bomba y tobera; una ventilación de aire; un soplador de aire presurizado y/o un montaje de vacío; un mecanismo de transferencia; y un sistema de control. El sistema podría incluir otros componentes que son descritos en la sección de Descripción Detallada de la siguiente solicitud.

El intercambiador de calor aísla el agua utilizada para el enfriamiento evaporativo del aire introducido en el espacio acondicionado para evitar que la humedad esté siendo agregada al espacio acondicionado. Una modalidad del intercambiador de calor tiene una entrada, una salida, y una pluralidad de pasajes entre la entrada y la salida. De preferencia, los pasajes son formados a partir de tubos de metal que no favorecen el crecimiento de moho, manchas de humedad, y/o bacterias. El intercambiador de calor podría ser un intercambiador de calor de tipo de aire-a-vapor (ATV, por sus siglas en inglés) un intercambiador de calor de tipo de líquido-a-vapor (LTV, por sus siglas en inglés).

El montaje de bomba y tobera proporciona el aire y el agua utilizados para enfriar el intercambiador de calor a través del enfriamiento evaporativo. En una modalidad, el montaje introduce y mezcla el aire y agua presurizados en la entrada del intercambiador de calor para crear una bruma de gotitas de agua suspendidas en el aire. El montaje de bomba y tobera podrían comprender una o más toberas de agua de alta presión y una bomba de agua para el suministro de agua de 28.12278 a 3515.34789 kg/cm2(400 a 50,000 psi) a las toberas de agua y una o más toberas de aire de alta presión y una bomba neumática u otra fuente de aire presurizado para el suministro de aire presurizado de 1.75767 a 70.30695 kg/cm2 (25 a 1000 psi) a las toberas de aire.

La ventilación de aire introduce aire ambiental presurizado o no presurizado a la entrada del intercambiador de calor que se mezcla con la bruma del montaje de bomba y tobera. La cantidad del aire ambiental extraído hacia el intercambiador de calor podría ser regulada mediante un amortiguador impulsado por motor.

El montaje de vacío crea un vacío parcial junto a la salida del intercambiador de calor para extraer rápidamente la bruma y el aire ambiental a través del intercambiador de calor y/o un soplador podría obligar a que el aire ambiental se dirija hacia la entrada. Esto remueve o elimina el calor del intercambiador de calor a través del enfriamiento evaporativo.

El mecanismo de transferencia mueve el aire, líquido, o cualquier otro medio por medio de o a través del intercambiador de calor para enfriar el aire u otro medio. Entonces, el aire u otro medio enfriado es utilizado para enfriar el espacio acondicionado servido por el acondicionador de aire. De manera importante, el mecanismo de transferencia y el intercambiador de calor no permiten que se mezcle el aire u otro medio utilizado para enfriar el espacio acondicionado con la bruma extraída a través del intercambiador de calor, de modo que ninguna humedad es agregada al aire suministrado al espacio acondicionado.

El sistema de control opera los componentes del acondicionador de aire para optimizar el rendimiento y la eficiencia del acondicionador de aire. En algunas modalidades, el sistema de control podría operar el acondicionador de aire en un número de etapas. Por ejemplo, en una modalidad, el sistema de control opera el acondicionador de aire en una primera etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por debajo de una temperatura de umbral y una segunda etapa con las temperaturas ambientales que se encuentran por encima de la temperatura de umbral. En la segunda etapa, la tobera de aire de alta presión podría ser activada para proporcionar el enfriamiento máximo. En la primera etapa, la tobera de aire podría ser apagada cuando sea requerido un menor enfriamiento. En otra modalidad, el sistema de control opera el acondicionador de aire en cuatro etapas que incluyen: la primera etapa -agua de baja presión (variable), el vacío y/o soplador de baja velocidad (variable); la segunda etapa -agua de presión media (variable), el vacío y/o soplador de velocidad media (variable); la tercera etapa -agua de alta presión (variable), el vacío y/o soplador de alta presión (variable); y la cuarta etapa -agua de alta presión (variable), el vacío y/o aire comprimido del soplador de alta presión (variable).

El sistema evaporativo acondicionador de aire descrito con anterioridad proporciona numerosas ventajas con respecto a los sistemas existentes acondicionadores de aire. Por ejemplo, el acondicionador de aire no introduce una humedad excesiva en el espacio acondicionado; no es susceptible al crecimiento de moho, manchas de humedad, y/o bacterias; y no introduce aire exterior excesivo en el espacio acondicionado. El sistema acondicionador de aire de la presente invención también permite que el aire acondicionado sea recirculado desde dentro del espacio acondicionado y también que sea filtrado, purificado, esterilizado, humidificado, y/o dividido por zonas.

El acondicionador de aire de la presente invención también es más eficiente y efectivo que los existentes sistemas evaporativos indirectos de acondicionamiento de aire. Por ejemplo, al mezclar el aire ambiental, el aire presurizado y el agua presurizada en la entrada del intercambiador de calor, el montaje de bomba y tobera crea una densa bruma atomizada que puede ser evaporada de manera más rápida que el agua impregnada en una terminal evaporativa. Entonces, al extraer y/o forzar rápidamente a que la bruma pase a través del intercambiador de calor bajo la presión del aire y/o vacío, un gran volumen de la bruma se evapora rápidamente para remover con rapidez el calor del intercambiador de calor a una velocidad significativamente más rápida que la evaporación en los acondicionadores convencionales de aire de tipo evaporativo.

Este sumario es proporcionado para introducir la selección de los conceptos en una forma simplificada, los cuales son adicionalmente descritos en la siguiente descripción detallada. No se pretende que este sumario identifique las características claves o las características esenciales de la materia reivindicada, ni se pretende que sea utilizado para limitar el alcance de la materia reivindicada. Otros aspectos y ventajas de la presente invención serán aparentes a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades y las figuras adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las modalidades de la presente invención son descritas en detalle más adelante con referencia a las figuras adjuntas, en donde: La Figura 1 es un diagrama esquemático de los componentes de un sistema acondicionador de aire construido de acuerdo con una modalidad de la invención.

La Figura 2 es un diagrama de bloque de los cctnponentes del sistema de control del sistema acondicionador de aire.

Las figuras no limitan la presente invención a las modalidades específicas descritas en la presente. Las figuras no se encuentran necesariamente a escala, en su lugar, es puesto el énfasis en la ilustración clara de los principios de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La siguiente descripción detallada de las modalidades de la invención se refiere a las figuras adjuntas. Se pretende que las modalidades describan los aspectos de la invención en detalle suficiente para permitir que aquellas personas expertas en la téenica practiquen la invención. Otras modalidades pueden ser utilizadas y pueden realizarse cambios sin apartarse del alcance de las reivindicaciones. Por lo tanto, la siguiente descripción detallada no es tomada en un sentido limitante. El alcance de la presente invención sólo es definido por las reivindicaciones adjuntas, junto con el alcance total de los equivalentes a las cuales se da el derecho a estas reivindicaciones.

En esta descripción, las referencias a las palabras "una modalidad", "la modalidad", o "modalidades" significa que la característica o características que están siendo referidas son incluidas al menos en una modalidad de la tecnología. Las referencias separadas a "una modalidad", "la modalidad", o "modalidades" en esta descripción no necesariamente se refieren a la misma modalidad y tampoco son mutuamente exclusivas a menos que sea señalado de este modo y/o excepto como será aparente con rapidez para aquellas personas expertas en la téenica a partir de la descripción. Por ejemplo, una característica, estructura, etapa, etc., descrita en una modalidad también podría ser incluida en otras modalidades, aunque no es necesariamente incluida. De esta manera, la presente tecnología puede incluir una variedad de combinaciones y/o integraciones de las modalidades descritas en la presente.

A continuación, con referencia a las figuras adjuntas, es ilustrado un sistema evaporativo acondicionador de aire 10 construido de acuerdo con una modalidad de la invención. El sistema acondicionador de aire 10 enfría el aire por medio de técnicas avanzadas de enfriamiento evaporativo podría ser utilizado para enfriar un hogar, edificio de oficinas, o cualquier otro espacio acondicionado. El sistema acondicionador de aire 10 emplea una tecnología inventada por la solicitante llamada "Híper-Evaporación Acelerada". La Híper-Evaporación Acelerada crea una densa bruma de gotitas microscópicas de agua suspendidas en el aire que posteriormente obliga o extrae rápidamente la bruma y el aire ambiental a través de un intercambiador de calor de metal bajo la influencia del aire presurizado o una fuente de vacío. Esto provoca que el agua en la bruma se evapore con rapidez y que enfríe el intercambiador de calor, de modo que el intercambiador de calor pueda refrigerar a su vez el aire o cualquier otro medio pasado por medio o a través del intercambiador de calor (dependiendo si es un intercambiador de calor de aire-a-vapor (ATV) o un intercambiador de calor de líquido-a-vapor (LTV)).

Como es principalmente mostrado en la Figura 1, el sistema acondicionador de aire 10 construido de acuerdo con una modalidad de ejemplo de la invención comprende en forma amplia: un intercambiador de calor 12; un montaje de bomba y tobera 14; una ventilación de aire 16; un montaje de vacío 18 y/o un soplador de aire 17; y un mecanismo de transferencia 20. Como es mostrado en la Figura 2, el sistema 10 también incluye un sistema de control 22.

El intercambiador de calor 12 aísla el agua utilizada para el enfriamiento evaporativo del aire acondicionado introducido en el espacio acondicionado como es convencional en los sistemas evaporativos indirectos acondicionadores de aire. El intercambiador de calor 12 y otros componentes del acondicionador de aire podrían ser encerrados dentro de un gabinete, alojamiento u otro envolvente 24. El envolvente 24 define un área de entrada 26 en un lado del intercambiador de calor 12 y un área de salida 28 en el lado opuesto del intercambiador de calor.

El intercambiador de calor también tiene una pluralidad de pasajes 30 formada entre el área de entrada 26 y el área de salida 28 para el pasaje del agua y el aire introducidos en el área de entrada 26. De preferencia, los pasajes 30 son formados de tubos de metal que no favorecen el crecimiento de moho, manchas de humedad, y/o bacterias. Los tubos y por lo tanto los pasajes podrían estar en una longitud entre 30.48 y 121.92 cm (12 y 48 pulgadas), con una longitud preferida de 60.96 cm (24 pulgadas). El intercambiador de calor también tiene espacios o canales de aire 32 transversales a los pasajes 30 para el pasaje de aire u otro medio utilizado que enfría el espacio acondicionado. El intercambiador de calor podría ser un intercambiador de calor de tipo de aire-a-vapor (ATV) como es ilustrado o podría ser un intercambiador de calor de tipo de líquido-a-vapor (LTV).

El montaje de bomba y tobera 14 introduce el aire y agua presurizados al área de entrada 26 del intercambiador de calor 12 para el enfriamiento del intercambiador de calor. En una modalidad, el montaje de bomba y tobera comprende una o más toberas de agua de alta presión 34 y una bomba de agua 36 para el suministro de agua presurizada a las toberas de agua. De preferencia, las toberas de agua 34 son posicionadas más cerca al intercambiador de calor 12 y dispersan el agua presurizada a través del área de entrada. La bomba 36 podría suministrar agua a las toberas de 28.12278 a 3515.34789 kg/cm2 (400 a 50,000 psi), con una presión ideal de 70.30695 a 351.53478 kg/cm2(1,000-5,000 psi). El número de las toberas de agua 34 depende del tamaño del intercambiador de calor 12 y las necesidades de enfriamiento del espacio acondicionado. Para la mayoría de aplicaciones típicas, son proporcionadas diez toberas de agua 34.

El montaje de bomba y tobera 14 también comprende una o más toberas de aire de alta presión 38 y una bomba neumática 40 u otra fuente de aire presurizado para el suministro de aire presurizado a las toberas de aire. De preferencia, las toberas de aire 38 son posicionadas por debajo de las toberas de agua 34 y en ángulo hacia arriba para dirigir el aire presurizado hacia las corrientes de agua proporcionadas por las toberas de agua 34. Esto mezcla el aire y el agua en una densa bruma de gotitas microscópicas de agua suspendidas en el aire. La bomba neumática 40 podría suministrar aire a las toberas de 1.75767 a 70.30695 kg/cm2 (25 a 1000 psi), con una presión ideal de 7.030695 a 21.092087 kg/cm2 (100 a 300 psi). Del mismo modo que con las toberas de agua 34, el número de las toberas de aire 38 depende del tamaño del intercambiador de calor 12 y las necesidades de enfriamiento del espacio acondicionado. En una modalidad, son proporcionadas diez toberas de aire 38.

La ventilación de aire 16 introduce aire ambiental presurizado o no presurizado a la entrada 26 del intercambiador de calor 12 que se mezcla con la bruma y evapora el agua en la bruma. La ventilación de aire 16 podría ser posicionada en cualquier lugar en el lado del área de entrada 16 del intercambiador de calor 12 y podría ser conectada con canalizaciones, mangueras, etc., que extraen el aire ambiental del área exterior. La ventilación de aire 16 también podría ser acoplada con un amortiguador motorizado 42 para la regulación de la cantidad del aire ambiental introducido en el área de entrada 26. Un soplador opcional de aire de presión 17 podría ser proporcionado para obligar a que el aire ambiental se dirija hacia la ventilación de aire 16.

El montaje de vacío 18 crea un vacío parcial junto al área de salida 28 del intercambiador de calor 12 para extraer con rapidez la bruma y el aire ambiental a través de los pasajes 30 y que salga del envolvente 24. Conforme son extraídos la bruma y el aire ambiental a través del intercambiador de calor 12, el aire ambiental evapora el agua suspendida en la bruma para remover el calor del intercambiador de calor 12 a través del enfriamiento evaporativo.

En una modalidad, el montaje de vacío 18 comprende uno o más ventiladores, sopladores, etc., que son conectados con los puertos de descarga 44 o ventilaciones cercanas al área de salida del intercambiador de calor. Los ventiladores, sopladores, etc., son impulsados por medio de uno o más motores 46. El motor o motores 46 podrían ser motores de múltiples velocidades o de velocidad variable, de modo que el sistema de control 22 podría seleccionar el nivel óptimo de presión de vacío para una carga dada de enfriamiento y las temperaturas y humedad ambiental actual. La solicitante ha descubierto que una presión de vacío de 0.3386 a 508 milibares (0.01 a 15 pulgadas) de mercurio es deseable para la mayoría de aplicaciones, con una presión de vacío más cercana al rango inferior para requerimientos más bajos de enfriamiento y más cerca al rango superior para requerimientos más altos de enfriamiento.

Una placa de igualación de vacío 47 con una pluralidad de orificios igualmente dimensionados y separados podría ser posicionada entre los puertos de descarga de vacío 44 y el área de salida 28 del intercambiador de calor 12 para igualar la presión de vacío a través de todos los pasajes de intercambiador de calor 30. Un extractor de humedad 48 podría ser posicionado por debajo de la placa de igualación de vacío 47 para extraer la humedad del aire jalado a través del intercambiador de calor y para dirigir la humedad de regreso hacia el área de entrada 26 del intercambiador de calor a fin de reducir los requerimientos de agua del sistema acondicionador de aire.

Un recipiente de condensación colector podría ser proporcionado en la parte inferior del envolvente 24 para la recolección de la condensación de agua del área de entrada 26 y para la reintroducción del agua hacia la bomba 36.

El mecanismo de transferencia 20 mueve el aire, líquido, u otro medio a través de los pasajes 32 del intercambiador de calor 12 sin permitir que el aire u otro medio se mezcle con la bruma extraída a través de los pasajes 30 del intercambiador de calor. Esto remueve el calor del aire que pasa a través del intercambiador de calor sin agregar humedad al aire. El mecanismo de transferencia 20 podría ser un soplador, ventilador, bomba, o cualquier otro mecanismo similar y podría ser impulsado por uno o más motores 50.

El sistema de control 22 opera los otros componentes del sistema acondicionador de aire 10 para optimizar el rendimiento y la eficiencia del sistema. Una modalidad del sistema de control podría incluir un controlador 52, uno o más sensores externos 54, uno o más sensores internos 56, una interfaz de usuario 58 y un conjunto de circuitos 60 acoplado con las bombas y motores 36, 40, 42, 46, 50.

El controlador 52 podría ser un microcontrolador, un circuito integrado específico de aplicación (ASIC, por sus siglas en inglés),una computadora, o cualquier otro dispositivo de computación o circuito de control capaz de irnplementar las funciones lógicas. El controlador 52 podría ser previamente programado en la fábrica para operar el sistema acondicionador de aire en un modo particular basado en los datos recibidos de los sensores externos 54 y los sensores internos 56 o podría ser configurado por el usuario con la interfaz de usuario 58.

Los sensores externos 54 podrían comprender un termostato, un sensor de entalpia, un sensor de humedad, y/u otros sensores ambientales para la detección de las temperaturas ambientales exteriores y los niveles de humedad. Del mismo modo, los sensores internos 56 podrían comprender un termostato, un sensor de entalpia, un sensor de humedad, y/u otros sensores ambientales para la detección de las temperaturas y los niveles de humedad en el interior del espacio acondicionado. La interfaz de usuario 58 podría incluir cualquier combinación de botones, interruptores, teclados, pantallas de toque, etc., y podrían ser incorporados en el controlador 52 o podría ser un dispositivo independiente.

El conjunto de circuitos 60 podría incluir relevadores, interruptores, transmisiones de movimiento de velocidad variable, u otros componentes capaces de controlar las bombas 36, 40 conectadas con las toberas de agua 34 y las toberas de aire 38 y los motores 42, 46, 48 conectados con la ventilación de aire 16, el soplador opcional de aire presurizado 17, el vacío 18, y el mecanismo de transferencia 20. El conjunto de circuitos 60 se comunica con y es controlado por el controlador 52.

En una modalidad, el controlador 52 recibe los datos representativos de la temperatura exterior ambiental y el nivel de humedad de los sensores externos 54, los datos representativos de la temperatura interior y el nivel de humedad de los sensores internos 56, y la temperatura deseada del punto de ajuste y/o el nivel de humedad de la interfaz de usuario 58, y posteriormente, controla la operación del acondicionador de aire para conseguir el enfriamiento y la eficiencia óptimas basados en estos datos.

En algunas modalidades, el sistema de control podría operar el acondicionador de aire en un número de etapas. Por ejemplo, cuando el medio ambiente exterior es extremadamente caliente y/o húmedo y el usuario requiere una baja temperatura interior, el controlador 52 podría: (1) operar los motores 46, 50 a toda velocidad para proporcionar un vacío y/o presión máxima de soplador en el área de salida 28 del intercambiador de calor y la velocidad máxima de aire a través del intercambiador de calor; (2) abrir las ventilaciones 16 completamente para proporcionar una cantidad máxima del aire ambiental en la entrada del intercambiador de calor; (3) operar las bombas neumáticas 40 a una velocidad máxima para proporcionar la presión máxima de aire a las toberas de aire 38; y (4) operar las bombas de agua 36 a toda velocidad para proporcionar la presión máxima de agua a las toberas de agua 34. Esto crea el enfriamiento máximo del intercambiador de calor 12 hasta que es alcanzada la temperatura deseada del punto de ajuste dentro del espacio acondicionado.

En contraste , cuando el medio ambiente exterior es menos caliente y/o húmedo, el controlador 52 podría : ( 1) operar los motores 46 , 50 a una velocidad más baj a para proporcionar menos presión de vacío y/o soplador en la salida del intercambiador de calor y una velocidad más baj a de aire a traves del intercambiador de calor ; (2) abrir las ventilaciones 16 sólo parcialmente para proporcionar menos aire ambiental en la entrada del intercambiador de calor; (3 ) operar las bombas neumáticas a una velocidad reducida para proporcionar una presión más baja de aire a las toberas de aire 38; y (4) operar las bombas de agua a una velocidad reducida para proporcionar menos presión de agua a las toberas de agua. Esto crea una velocidad más baja de enfriamiento del intercambiador de calor hasta que es alcanzada la temperatura deseada del punto de ajuste dentro del espacio acondicionado.

En otra modalidad, el sistema de control 22 opera el sistema acondicionador de aire 10 en una primera etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por debajo de una temperatura de umbral y una segunda etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por encima de la temperatura de umbral . El sistema de control 22 activa la tobera de aire de alta presión en la segunda etapa aunque no en la primera etapa .

En otra modalidad, el sistema de control opera el acondicionador de aire en cuatro etapas que incluyen : la primera etapa -agua de baj a presión (variable) , el vacío y/o soplador de baja velocidad (variable); la segunda etapa -agua de presión media (variable), el vacío y/o soplador de velocidad media (variable); la tercera etapa -agua de alta presión (variable), el vacío y/o soplador de alta presión (variable); y la cuarta etapa -agua de alta presión (variable), el vacío y/o el aire comprimido del soplador de alta presión (variable).

El sistema evaporativo acondicionador de aire descrito con anterioridad 10 proporciona numerosas ventajas con respecto a los existentes sistemas acondicionadores de aire. Por ejemplo, el acondicionador de aire no introduce una excesiva humedad en el espacio acondicionado; no es susceptible al crecimiento de moho, manchas de humedad, y/o bacterias; y no introduce un excesivo aire ambiental hacia el espacio acondicionado. El sistema acondicionador de aire 10 también permite que el aire acondicionado sea recirculado desde dentro del espacio acondicionado y que se ha filtrado, purificado, esterilizado, humidificado, y/o colocado en zonas.

El acondicionador de aire 10 también es más eficiente y efectivo que los existentes sistemas evaporativos indirectos de acondicionamiento de aire. Por ejemplo, al mezclar el aire ambiental, el aire presurizado, y el agua presurizada en la entrada del intercambiador de calor, el montaje de bomba y tobera crea una densa bruma atomizada que puede ser evaporada de manera más rápida que el agua impregnada en una terminal evaporativa. Entonces, al extraer rápidamente la bruma a través del intercambiador de calor bajo la presión del vacío, un gran volumen de la bruma se evapora con rapidez para remover rápidamente el calor del intercambiador de calor a una velocidad significativamente más rápida que la evaporación en los acondicionadores convencionales de aire de tipo evaporativo.

Aunque la invención ha sido descrita con referencia a la modalidad preferida ilustrada en las figuras adjuntas, se observa que podrían ser empleados equivalentes y sustituciones realizados en la presente sin apartarse del alcance de la invención como es señalado en las reivindicaciones. Por ejemplo, los componentes específicos del sistema acondicionador de aire 10 descrito e ilustrado en la presente podrían ser reemplazados y/o complementados con componentes equivalentes.

De esta manera, habiendo descrito la modalidad preferida de la invención, que es reivindicada como nueva y que se desea que sea protegida por las Cartas de Patente incluye lo siguiente: Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (16)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un sistema evaporativo acondicionador de aire, caracterizado porque comprende: un intercambiador de calor que tiene un área de entrada y un área de salida y una pluralidad de pasajes entre el área de entrada y el área de salida; un montaje de bomba y tobera para la introducción de aire y agua presurizados al área de entrada del intercambiador de calor para crear una bruma de gotitas de agua suspendidas en el aire; un montaje de vacío o soplador para la creación de un vacío parcial junto al área de salida del intercambiador de calor que extrae la bruma a través de los pasajes y hacia el área de salida para remover el calor del intercambiador de calor a través del enfriamiento evaporativo; y un mecanismo de transferencia para el movimiento de un medio a través del intercambiador de calor que remueve el calor del medio sin permitir que el medio se mezcle con la bruma extraída a través del intercambiador de calor.

2. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio es aire, el mecanismo de transferencia es un ventilador o soplador, y el evaporador es un intercambiador de calor de aire a vapor.

3. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio es líquido, el mecanismo de transferencia es una bomba, y el evaporador es un intercambiador de calor de líquido a vapor.

4. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el montaje de bomba y tobera comprende: una tobera de agua de alta presión y una bomba de agua para el suministro de agua presurizada a la tobera de agua;y una tobera de aire de alta presión y una bomba neumática para el suministro de aire presurizado a la tobera de aire.

5. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además una ventilación de aire para la introducción de aire ambiental presurizado y no presurizado al área de entrada del intercambiador de calor que se mezcla con la bruma extraída a través del intercambiador de calor.

6. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un recipiente de condensación para la recolección de la condensación de agua y la reintroducción de la condensación de agua a la bomba para la tobera de agua de alta presión.

7. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los pasajes formados entre el área de entrada y el área de salida del intercambiador de calor son formados con tubos separados de metal.

8. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque además comprende un sistema de control para la operación del acondicionador de aire en una primera etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por debajo de una temperatura de umbral y una segunda etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por encima de la temperatura de umbral, en donde el sistema de control activa la tobera de aire de alta presión en la segunda etapa aunque no en la primera etapa.

9. Un sistema evaporativo acondicionador de aire, caracterizado porque comprende: un intercambiador de calor que tiene una entrada y una salida y una pluralidad de pasajes formada de tubos de metal entre la entrada y la salida; un montaje de bomba y tobera para la introducción de aire y agua presurizados a la entrada del intercambiador de calor para crear una bruma de gotitas de agua suspendidas en el aire; una ventilación de aire para la introducción de aire presurizado o no presurizado a la entrada del intercambiador de calor que se mezcla con la bruma; un soplador de aire forzado presurizado y/o un montaje de vacío para la creación de un vacio parcial junto a la salida del intercambiador de calor para forzar o extraer la bruma y el aire no presurizado a través de los pasajes y hacia la salida del intercambiador de calor para remover el calor del intercambiador de calor a través del enfriamiento evaporativo;y un ventilador portátil de gran desplazamiento de aire para el movimiento de aire a través del intercambiador de calor sin permitir que el aire se mezcle con la bruma extraída a través del intercambiador de calor a fin de remover el calor del aire sin agregar humedad al aire.

10. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el evaporador es un intercambiador de calor de aire a vapor.

11. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el evaporador es un intercambiador de calor de líquido a vapor.

12. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el montaje de bomba y tobera comprende: una tobera de agua de alta presión y una bomba de agua para el suministro de agua presurizada a la tobera de agua; y una tobera de aire de alta presión y una fuente de aire presurizado para el suministro de aire presurizado a la tobera de aire .

13. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque además comprende un recipiente de condensación para la recolección de la condensación de agua y la reintroducción de la condensación de agua a la bomba para la tobera de agua de alta presión.

14. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende un sistema de control para la operación del acondicionador de aire en una primera etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por debajo de una temperatura de umbral y una segunda etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por encima de la temperatura de umbral, en donde el sistema de control activa la tobera de aire de alta presión en la segunda etapa aunque no en la primera etapa.

15. Un sistema evaporativo acondicionador de aire, caracterizado porque comprende: un intercambiador de calor que tiene una entrada y una salida y una pluralidad de pasajes formada de tubos de metal entre la entrada y la salida; un montaje de bomba y tobera para la introducción de aire y agua presurizados a la entrada del intercambiador de calor para crear una bruma de gotitas de agua suspendidas en el aire, el montaje de bomba y tobera que comprende: una tobera de agua de alta presión y una bomba de agua para el suministro de agua de 70.306957 a 281.227831 kg/cm2 (1,000-4,000 psi) a la tobera de agua; y una tobera de aire de alta presión y una fuente de aire presurizado para el suministro de aire presurizado de 7.030695 a 35.153478 kg/cm2 (100-500 psi) a la tobera de aire; una ventilación de aire para la introducción de aire no presurizado a la entrada del intercambiador de calor que se mezcla con la bruma; un montaje de vacío para la creación de un vacío parcial junto a la salida del intercambiador de calor a fin de extraer la bruma y el aire presurizado o no presurizado a través de los pasajes y hacia la salida del intercambiador de calor para remover el calor del intercambiador de calor a través del enfriamiento evaporativo; un ventilador portátil de gran desplazamiento de aire para el movimiento de aire a través del intercambiador de calor sin permitir que el aire se mezcle con la bruma extraída a través del intercambiador de calor a fin de remover el calor del aire sin agregar humedad al aire; y un sistema de control para la operación del acondicionador de aire en una primera etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por debajo de una temperatura de umbral y una segunda etapa cuando las temperaturas ambientales se encuentran por encima de la temperatura de umbral, en donde el sistema de control activa la tobera de aire de alta presión en la segunda etapa aunque no en la primera etapa.

16. El sistema acondicionador de aire de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque además comprende un recipiente de condensación para la recolección de la condensación de agua y para la reintroducción de la condensación de agua a la bomba para la tobera de agua de alta presión.