WO2012047083A1 - Dispositivo enfriador de aire por evaporación indirecta con intercambiador de calor - Google Patents

Dispositivo enfriador de aire por evaporación indirecta con intercambiador de calor Download PDF

Info

Publication number
WO2012047083A1
WO2012047083A1 PCT/MX2011/000114 MX2011000114W WO2012047083A1 WO 2012047083 A1 WO2012047083 A1 WO 2012047083A1 MX 2011000114 W MX2011000114 W MX 2011000114W WO 2012047083 A1 WO2012047083 A1 WO 2012047083A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plate
cooling
evaporation
water
arrangement
Prior art date
Application number
PCT/MX2011/000114
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012047083A4 (es
Inventor
Salvador MORUA MARTÍNEZ
Original Assignee
Morua Martinez Salvador
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Morua Martinez Salvador filed Critical Morua Martinez Salvador
Publication of WO2012047083A1 publication Critical patent/WO2012047083A1/es
Publication of WO2012047083A4 publication Critical patent/WO2012047083A4/es

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0015—Heat and mass exchangers, e.g. with permeable walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F24F1/0071—Indoor units, e.g. fan coil units with means for purifying supplied air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0007—Indoor units, e.g. fan coil units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/0035—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using evaporation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/54—Free-cooling systems

Definitions

  • air cooling takes place by different methods, either by the exchange of heat by mixing the air to be cooled with the evaporation of water by forced convection, as well as with heat exchangers insulated with ice water or by compressor and absorption devices.
  • washed air which is based on the evaporation of water in a heat exchange mesh, where the evaporation product is mixed with the cooled air, which it is used to achieve cooling, whereby moisture is added to the cooled air and with high relative humidity, comfort is reduced, this being a considerable disadvantage, another of its disadvantages is that the proliferation of mold in the heat exchange mesh, which is necessary the frequent change of this mesh.
  • the present device allows the cooling process to be carried out by means of an indirect evaporation method between two heat exchange chambers, completely isolated from each other, allowing the reduction of heat energy of the air to be treated without mixing the products of both cameras. This allows to realize the process of refrigeration of a simple way, with a simple design and easy to implement, reducing the costs of manufacture and final operation.
  • the comfort of the room to be cooled is optimized by avoiding the sum of humidity of the volume of air to be cooled with the products generated in the evaporation, due to the design and isolated arrangement of both exchangers.
  • the design is projected with a method of combined aspiration of air and water flows, which allows the evaporation of the absorbed water, on the walls of the evaporator exchanger.
  • This process allows us to reduce the heat exchanger plate temperature, by absorbing energy during the transfer of liquid water to water vapor in the same sucked air.
  • Figure 1 is a front and rear view of the chiller plate (1).
  • Figure 2 is a front and rear view of the evaporator plate (2).
  • FIG 3 shows in elevation, the stacking of each cooling plate (1) and evaporating plate (2) to form the arrangement of heat exchangers alternately resulting in the heat exchanger honeycomb (6).
  • Figure 4 exploded view of components of the cooling device ..
  • Figure 5 shows the flow path of cooled air in cooling chambers (2).
  • Figure 6 shows the path of the evaporation water flow generated by fan (9).
  • the indirect evaporation air cooling device with heat exchanger bases its operation on the transfer of mass to energy during the process of evaporation of water by forced convection, which is additionally carried out under conditions of air aspiration by fan.
  • Said process reduces in the evaporation chamber, the sum of atmospheric pressures and sucked air, so that the effect of combining evaporation with water transport is based on the present design.
  • the device is designed by the alternate arrangement of cooler type heat exchangers with the evaporator type, in successive progression according to thermodynamic sizing.
  • the evaporation chambers aspire by suction of air, water from a tank at the bottom of the cooling device, aided by a plastic film with mesh arrangement in rhomboid frames, adhered to each metal plate of the cooler and evaporator type.
  • the cooling chambers lead the air flow to cool in a specific path inside the device.
  • This invention is based on the design of heat exchangers formed by cooler and evaporator assembly.
  • This indirect cooling air cooler with heat exchanger which is comprised of a honeycomb of a cooling and evaporating heat exchanger in an alternate arrangement which allows to fractionate the evaporation process and efficiently transfer the heat of the air to be cooled
  • the chiller plate (1) on its front face has at least three rubber or neoprene separators (3) of the chiller plate arranged horizontally adhered to the chiller plate (1), having a spacer in the center of the plate and two on the outer edges of the plate, a mesh film (4) adhering to the capillarity of the water to evaporate is attached on its rear face
  • the evaporator plate (2) has a mesh film adhered to its entire surface and on this film at least 3 rubber or neoprene separators (5) are attached vertically, having one separated at the center of the plate and two at the outer edges rnos of the plate, the mesh film (4) protrudes from the edges of each type of plate in the indicated arrangement, which allows to facilitate the transportation of water at the edges of the evapor
  • the container box (7) houses the exchanger honeycomb (6) together with an intermediate plate (8) which is housed in the back of the exchanger honeycomb (6), which has the function of communicating the individual ducts of the cooling chambers , the fan (9) is installed in the direction of air extraction on the upper part of the container box (7) and on the heat exchanger honeycomb (6) on this assembly.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

La invención presentada, permite realizar el enfriamiento de aire de un recinto por evaporación de agua sin añadir humedad, lo cual permite un mayor confort en la climatización. Considerando que los productos procesados en cada cámara de evaporación no se mezcla con el aire enfriado, es posible además de usar agua corriente, la posibilidad de procesar agua tratado no potable, lo cual lo hace atractivo como una posible solución ecológica en la gama de sistemas de enfriamiento semejantes. Por la sencillez de implementación del dispositivo, no se requieren elementos de reemplazo, limitándose al mantenimiento rutinario a los ventiladores y limpieza simple de ambas cámaras intercambiadoras de calor, lo cual lo hace muy atractivo comercialmente al consumidor final.

Description

DISPOSITIVO ENFRIADOR DE AIRE POR EVAPORACIÓN INDIRECTA CON
INTERCAMBIADOR DE CALOR
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Dispositivo que permite reducir la temperatura de aire mediante aspiración y evaporación indirecta de agua en cámaras intercambiadoras de calor, sin mezclar ó añadir humedad al aire enfriado.
ANTECEDENTES
Tradicionalmente se produce la refrigeración del aire por diferentes métodos, ya sea por el intercambio de calor mezclando el aire a enfriar con la evaporación de agua mediante convección forzada, así como con intercambiadores de calor aislados con agua helada ó por dispositivos compresores y de absorción.
Uno de los productos más cercanos a esta invención es el conocido como "Aire lavado" el cual su funcionamiento se basa en la evaporación del agua en una malla de intercambio de calor, en donde el producto de evaporación se mezcla con el aire enfriado, que se usa para lograr la refrigeración, por lo cual se añade humedad al aire enfriado y con altas humedades relativas se reduce el confort, siendo esto una desventaja considerable, otra de sus desventajas es que la proliferación de moho en la malla de intercambio de calor, lo cual es necesario el cambio frecuente de esta malla.
El presente dispositivo permite realizar el proceso de refrigeraciones mediante método de evaporación indirecta entre dos cámaras de intercambio de calor, completamente aisladas entre sí, permitiendo la reducción de energía calórica del aire a tratar sin mezclar los productos de ambas cámaras. Esto permite realizar el proceso de refrigeración de una manera simple, con un diseño sencillo y fácil de implementar, reduciéndose los costos de fabricación y operación final.
El confort del recinto a refrigerar, se optimiza al evitar la suma de humedad del volumen de aire a enfriar con los productos generados en la evaporación, debido al diseño y disposición aislada de ambos intercambiadores.
El diseño se proyecta con un método de aspiración combinada de flujos de aire y agua, lo que permite realizar la evaporación del agua absorbida, en las paredes del intercambiador de evaporación.
Este proceso nos permite reducir la temperatura de la placa intercambiadora de calor, por la absorción de energía durante la transferencia del agua líquida a vapor de agua en el mismo aire succionado.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 es una vista anterior y posterior de la placa enfriadora (1).
La figura 2 es una vista anterior y posterior de la placa evaporadora (2).
La figura 3 muestra en elevación, el apilamiento de cada placa enfriadora (1) y placa evaporadora (2) para formar el arreglo de intercambiadores de calor de manera alternada dando como resultado el panal de intercambiadores de calor (6). La figura 4 vista explosionada de componentes del dispositivo enfriador..
La figura 5 muestra la trayectoria de flujo de aire enfriado en cámaras de enfriamiento (2).
La figura 6 muestra la trayectoria del flujo de aire de evaporación de agua generado por ventilador (9).
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
El dispositivo enfriador de aire por evaporación indirecta con intercambiador de calor, basa su funcionamiento en la transferencia de masa a energía durante el proceso de evaporación de agua por convección forzada, que se realiza adicionalmente en condiciones de aspiración de aire mediante ventilador.
Dicho proceso reduce en la cámara de evaporación, la suma de presiones atmosféricas y de aire succionado, de tal manera que el efecto combinando de evaporación con la transportación de agua es base en el presente diseño.
Se diseña el dispositivo mediante la disposición alternada de intercambiadores de calor de tipo enfriador con el de tipo evaporador, en progresión sucesiva de acuerdo al dimensionamiento termodinámico. Las cámaras de evaporación aspiran por succión de aire, agua de un depósito al fondo del dispositivo enfriador, auxiliados por una película plástica con disposición de malla en cuadros romboides, adheridas en cada placa metálica de tipo enfriador y evaporador.
Las cámaras de enfriamiento conducen el flujo de aire a enfriar en una trayectoria específica al interior del dispositivo.
La disposición física alternada de cámaras de evaporación con cámaras de enfriamiento, permiten distribuir lo más eficientemente la transferencia de calor entre ambos.
Esta invención se basa en el diseño de intercambiadores de calor formados por conjunto enfriador y evaporador .
Este dispositivo enfriador de aire por evaporación indirecta con intercambiador de calor el cual se comprende de un panal de ¡ntercambiador de calor de enfriamiento y evaporación en una disposición alternada lo cual permite fraccionar el proceso de evaporación y transferir eficientemente el calor del aire a enfriar, la placa enfriadora (1) en su cara frontal dispone de por lo menos tres separadores de goma o neopreno(3) de la placa enfriadora dispuestos en sentido horizontal adheridos a la placa enfriadora (1), teniendo un separado en el centro de la placa y dos en los bordes extemos de la placa, en su cara posterior tiene adherido una película de malla (4) que permite el transporte por capilaridad del agua a evaporar, la placa evaporadora (2) tiene adherido una película de malla en toda su superficie y sobre esta película tiene adheridos por lo menos 3 separadores de goma o neopreno (5) en sentido vertical, teniendo un separado en el centro de la placa y dos en los bordes externos de la placa, la película de malla (4) sobresale de los bordes de cada tipo de placa en la disposición indicada, la cual permite facilitar la transportación de agua en los bordes del arreglo cámara de evaporación y distribuirla al interior de esta, para configurar el panal de intercambiadores (6) es necesario apilar una placa de enfriamiento con la correspondientes placa de evaporación, de tal manera que se formen ductos de cámara de enfriamiento y cámara de evaporación alternados orientando la cara de enfriamiento en sentido horizontal y la cara de evaporación en sentido vertical al ir apilándolas una sobre otra, a la unión de estas placas se le denominará panal de intercambiadores (6), la cual crea una arreglo de cámaras individuales alternados de enfriamiento en sentido horizontal y de evaporación en sentido vertical, este panal se monta al interior de una caja contenedora (7) apoyadas por juntas de gomas o neopreno en la misma disposición de las placas de enfriamiento en la pared interna de la caja contenedora (7), la caja contenedora (7) en su base contiene un depósito de agua a nivel constante la cual es absorbida por efecto de succión del ventilador (9) sobre la película de malla (4) al interior y por las caras internas de las cámaras de evaporación.
La caja contenedora (7) aloja el panal intercambiador (6) en conjunto con una placa intermedia (8) la cual se aloja en la parte posterior del panal intercambiador (6), que tiene como función comunicar los ductos individuales de las cámaras de enfriamiento, en la parte superior de la caja contenedora (7) y sobre el panal de intercambiadores (6) sobre este conjunto se instala el ventilador (9) en sentido de extracción de aire.

Claims

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficiente mi invención, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:
1 .- El dispositivo enfriador de aire por evaporación indirecta con intercambiador de calor se comprende de una placa enfriadora (1 ) en su cara frontal dispone de por lo menos tres separadores de goma o neopreno(3) de la placa enfriadora dispuestos en sentido horizontal adheridos a la placa enfriadora (1 ), teniendo un separado en el centro de la placa y dos en los bordes externos de la placa, en su cara posterior tiene adherido una película de malla (4) que permite el transporte por capilaridad del agua a evaporar, la placa evaporadora (2) tiene adherido una película de malla en toda su superficie y sobre esta película tiene adheridos por lo menos 3 separadores de goma o neopreno (5) en sentido vertical, teniendo un separado en el centro de la placa y dos en los bordes externos de la placa, la película de malla (4) sobresale de los bordes de cada tipo de placa en la disposición indicada, la cual permite facilitar la transportación de agua en los bordes del arreglo cámara de evaporación y distribuirla al interior de esta, para configurar el panal de intercambiadores (6) es necesario apilar una placa de enfriamiento con la correspondientes placa de evaporación, de tal manera que se formen ductos de cámara de enfriamiento y cámara de evaporación alternados orientando la cara de enfriamiento en sentido horizontal y la cara de evaporación en sentido vertical al ir apilándolas una sobre otra, a la unión de estas placas se le denominará panal de intercambiadores (6), la cual crea una arreglo de cámaras individuales alternados de enfriamiento en sentido horizontal y de evaporación en sentido vertical, este panal se monta al interior de una caja contenedora (7) apoyadas por juntas de gomas o neopreno en la misma disposición de las placas de enfriamiento en la pared interna de la caja contenedora (7), la caja contenedora (7) en su base contiene un depósito de agua a nivel constante la cual es absorbida por efecto de succión del ventilador (9) sobre la película de malla (4) al interior y por las caras internas de las cámaras de evaporación.
PCT/MX2011/000114 2010-10-04 2011-09-30 Dispositivo enfriador de aire por evaporación indirecta con intercambiador de calor WO2012047083A1 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MX2010000433 2010-10-04
MXMX/U/2010/000433 2010-10-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2012047083A1 true WO2012047083A1 (es) 2012-04-12
WO2012047083A4 WO2012047083A4 (es) 2012-07-05

Family

ID=45927925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/MX2011/000114 WO2012047083A1 (es) 2010-10-04 2011-09-30 Dispositivo enfriador de aire por evaporación indirecta con intercambiador de calor

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2012047083A1 (es)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240085036A1 (en) * 2021-11-30 2024-03-14 Tyco Fire & Security Gmbh Air conditioner including a plurality of evaporative cooling units

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5301518A (en) * 1992-08-13 1994-04-12 Acma Limited Evaporative air conditioner unit
US20040061245A1 (en) * 2002-08-05 2004-04-01 Valeriy Maisotsenko Indirect evaporative cooling mechanism
US20050210908A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Chee Hang J Air conditioner
WO2007136265A1 (en) * 2006-05-22 2007-11-29 Statiqcooling B.V. Enthalpy exchanger
US20100018234A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-28 Idalex Technologies, Inc. Fabrication materials and techniques for plate heat and mass exchangers for indirect evaporative coolers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5301518A (en) * 1992-08-13 1994-04-12 Acma Limited Evaporative air conditioner unit
US20040061245A1 (en) * 2002-08-05 2004-04-01 Valeriy Maisotsenko Indirect evaporative cooling mechanism
US20050210908A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Chee Hang J Air conditioner
WO2007136265A1 (en) * 2006-05-22 2007-11-29 Statiqcooling B.V. Enthalpy exchanger
US20100018234A1 (en) * 2008-07-21 2010-01-28 Idalex Technologies, Inc. Fabrication materials and techniques for plate heat and mass exchangers for indirect evaporative coolers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240085036A1 (en) * 2021-11-30 2024-03-14 Tyco Fire & Security Gmbh Air conditioner including a plurality of evaporative cooling units

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012047083A4 (es) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2401345T3 (es) Condensador enfriado por aire para ciclo de refrigeración
JP5945716B2 (ja) 発熱体収納装置
CN103216987A (zh) 一种分体式组合冰箱
JP2013257114A (ja) 冷蔵庫
TWI618898B (zh) Dehumidifier
JP6337272B2 (ja) 除湿装置
US9861213B2 (en) Forced cold air well with false bottom insert
KR102246453B1 (ko) 공기조화기
TW201309982A (zh) 建築構造物之空調構造
WO2012047083A1 (es) Dispositivo enfriador de aire por evaporación indirecta con intercambiador de calor
RU2015105587A (ru) Холодильник
WO2015032211A1 (zh) 屋顶式空调机
JP5575532B2 (ja) 冷蔵庫
JP5627647B2 (ja) オープンショーケース
WO2016112834A1 (zh) 列间空调用换热器及列间空调
ES2644348T3 (es) Unidad de refrigerador y/o freezer
CN215571451U (zh) 一种具有玻璃除雾结构的冷藏柜
CN203928546U (zh) 冷藏箱及落地式空调室内机
CN103575025A (zh) 冷冻冷藏冰箱
CN111226085B (zh) 冷却装置
CN203907782U (zh) 立式空调器室内机
JP2017011229A (ja) 冷却装置
WO2019198387A1 (ja) 冷却装置
JP7471265B2 (ja) ショーケース
JP2020060344A (ja) 空調機器の冷却装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11830965

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11830965

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1