MX2011000641A

MX2011000641A - Procedimiento y dispositivo para acondicionar el aire conducido a un recinto a una temperatura y una humedad deseadas.

Info

Publication number: MX2011000641A
Application number: MX2011000641A
Authority: MX
Inventors: Urs A Weidmann; Gustav Hans Weber; Reto Holzner
Original assignee: Mentus Holding Ag
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-02-24
Also published as: WO2010006968A1; EP2310755A1; JP2011528426A; BRPI0915964A2; CN102149979A; AU2009272836A1; KR20110053964A; CH699192A1; TW201009270A; US20110185752A1

Abstract

El aire entrante a un recinto se lleva a la temperatura y una humedad deseadas, mediante las siguientes etapas del procedimiento: - hacer fluir el aire exterior como primera corriente de aire a través de un primer conducto (20) y una primera fracción del air de salida que sale del recinto como segunda corriente de aire a través de un segundo conducto (21), en donde entre la primera corriente de aire y la segunda corriente de aire se intercambia la humedad mediante un dispositivo para el intercambio de humedad, por ejemplo mediante un único intercambiador de humedad; - mediante el dispositivo de humedad y enfriamiento de secado y enfriamiento (19) la humedad se condensa en forma de agua de la primera corriente de aire y/o de la segunda corriente de de aire y/o dentro del dispositivo para intercambiar la humedad, y - hacer fluir una segunda fracción del aire extraído en forma de la tercera corriente de aire a través de otro conducto (32) con otro dispositivo de secado y enfriamiento (33) y conducirlo de regreso al recinto en donde en el otro dispositivo de secado y enfriamiento (33) se condensa en forma de agua como una tercera corriente de aire.

Description

ROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA ACONDICIONAR EL A NDUCIDO A UN RECINTO A UNA TEMPERATURA Y UNA HUM DESEADAS CAMPO DE LA INVENCIÓN vención se refiere a un procedimiento y un dis acondicionar el aire que se conduce a un recinto, e como entrada de aire, a una temperatura y una das, intercambiándose la humedad y el calor con e expulsa de ese recinto.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION i documento US 6178966 se conoce un dispositivo s cual el aire exterior fresco conducido a un re ré extraído que se expulsa del recinto se co s de dos espacios huecos, que están separados le regular el intercambio de humedad. Estos disp n para en el invierno transferir la humedad cont ré extraído y el calor al aire externo que icionar y en verano transferir el frió contenid extraído al aire exterior que se va a acondicion ad contenida en el aire exterior que se icionar al aire extraído, para con la menor le llevar al aire exterior a la temperatura ad deseadas, que las personas que se encuentren to consideren como agradables.

SUMARIO DE LwA. INVENCIfÓN invención se propone la tarea de mejo icionamiento del aire entrante.

Lia tarea antes' mencionada se resuelve de la invención mediante las características . El procedimiento comprende las etapas de: hacer fluir el aire exterior como ente de aire a través de un primer conducto ra fracción del air de salida que sale del recin da corriente de aire a través de un segundo cond entre la primera corriente de aire y la ente de aire se intercambia la humedad medi sitivo para el intercambio de humedad, por nte un único intercambiador de humedad o cambiadores de calor acoplados, por ejemplo medi cambiadores de calor acoplados en un circuito ce o de líquido-; mediante el dispositivo de hume amiento de secado y enfriamiento la humedad se rma de agua de la primera corriente de aire y/ da corriente de de aire /o dentro del dis ositi ca como aire circulante.

El secado y el enfriamiento de la corriente luye a través de uno de los dispositivos de s amiento requeridos se realiza mediante el er .

El secado y enfriamiento de la corriente fluye a través de ese dispositivo de se amiento puede realizarse de manera alternativa, la corriente de aire se comprime mediante un co tándose la corriente de aire a una temperat a de la temperatura ambiental, de tal forma ente de aire puede expulsar calor al ambiente ente de aire comprimida se expande mediante una nde la corriente de aire comprimida se enfria ratura por debajo del punto de rocío, para ad ueda ser eliminada en forma de a ua. de agua.

La invención se refiere además a un dis ado para la realización del procedimiento de acu vención. Tal dispositivo comprende: un primer conducto con una entrada a t al puede succionarse el aire exterior, y una s s de la cual se introduce el aire circulante al r un segundo conducto con una entrada a cual se succiona el aire extraído y una sa sa al ambiente el aire saliente, un dispositivo para el intercam ades entre una primera corriente de aire que flu r conducto y una segunda corriente de aire que f gundo conducto, un dispositivo de secado y enfriamien colocado en el rimer conducto o en el se undo c colocado en el siguiente conducto.

El dispositivo venta osamente presenta otro ctos a través de los cuales puede conducirse ior a uno o ambos de los dispositivos de s amiento y luego se conduce al ambiente (co nte) , para eliminar el calor que se presente spondiente dispositivo de secado y enfriamiento ctos cuando es necesario presentan un ve endiente .

El dispositivo para intercambiar humedad e ra corriente de aire que fluye a través del cto y la segunda corriente de aire que fluye a egundo conducto es por ejemplo un único interc medad, con ventaja un intercambiador de humedad e que presenta dos espacios huecos, que están se nte una membrana ermeable al a ua, en dond uarto espacio hueco mediante un membrana perme de agua, y en donde los espacios huecos . se o están colocados en un circuito de aire cerrad puede circular la corriente de aire, o en un cir do cerrado. En este caso el dispositivo de s amiento puede estar colocado en ese circuito de e circuito de líquido.

Bajo el término membrana permeable al vapor entenderse cualquier estructura que es permeabl ulas de agua, pero no al aire.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS vención se describirá detalladamente a continuac uda de ejemplos de realización y con la ayuda os. Los dibujos son esquemáticos y no se encue DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las figuras 1 y 2 muestran dos diferentes e alización de un dispositivo 1 para acondicionar ior a una temperatura deseada y a una humedad cual el aire exterior intercambia la humedad ire de desecho y lo conduce al recinto como da. El dispositivo tiene una primera entrada 2 se succiona el aire exterior, como primera corri se conduce a una primera salida 3 y all se i aire de entrada en el recinto, y una segunda ent cual se succión el aire de desecho, se condu da corriente de aire a una segunda salida 5 y sa como aire saliente. El dispositivo 1 compr r ventilador 6, un segundo ventilador 7, opció imer filtro 8, opcionalmente un segundo filtr cambiador de calor 10, un intercambiador de hum cto 2 como primera corriente de aire fluye a tra r filtro 8, el intercambiador de calor 10 y el 12 del primer intercambiador de humedad 11 h ra salida 3. El aire exterior que entra de la da 4 en un segundo conducto 21 como primera corr fluye a través del primer filtro 9, el espacio rimer intercambiador de humedad 15 y el interc alor 10 hasta la segunda salida 5. El dis nta. además un circuito de aire cerrado 22, en tercera corriente de aire producida por un lador 23 circula a través del espacio hueco r intercambiador de humedad 11 y el espacio huec do intercambiador de humedad 15. La tercera corr fluye preferentemente contrariamente a las. corri primera y segunda como se muestra en las nte las flechas de los ventiladores 6, 7 e al filtro electrostático 25. El filtro electr vita, que el polvo y la suciedad lleg cambiador de calor y/o a la membrana del interc medad. El intercambiador de calor 10 preferenten intercambiador de calor de placas . El, rostático 5 puede está integrado en el intercambi 10, como se describe esto por ejemplo en el d 04085946. En el dispositivo de secado y enfriami imina el calor de desecho. Para eliminar ese e ho al ambiente se provee un tercer conducto 26, ual se conduce al dispositivo secador y enfriado saliente, que recibe el calor de desecho y l sa al ambiente. El tercer conducto 26 desemb lo como se representa, en el segundo conducto 2 segunda salida 25. En este ejemplo el cond ta un cuarto ventilador 27, para dejar fluir ai 15 y el espacio hueco 13 del primer intercamb ad 11 en el circuito de aire 22.

En el segundo ejemplo de realización repr figura 2 el dispositivo de secado y enfriami colocado después del segundo filtro 9, sin embar egundo espacio hueco 16 en el segundo conducto sitivo de secado y enfriamiento 19' está coloca primera salida 3 en el primer conducto 20 sitivos de enfriamiento 19 y 19' están colocados es indicados.

En los ejemplos de realización representados as 1 y 2 el intercambiador de calor 10 está intercambiar el calor entre el aire de desecho y ior, y están presentes ambos intercambiadores de 15, para intercambiar la humedad con la ente de aire. En la fi ura 3 4 se re resenta Los dispositivos de acuerdo con las figura an con dos intercambiadores de humedad, qu ados mediante el circuito de aire cerrado 22, que el intercambio de humedad puede regula a 4 muestra un ejemplo de realización en el za el intercambio de humedad entre la primera c ré y al segunda corriente de aire mediante u cambiador de humedad 28, que presenta un espaci locado en el primer conducto y en un espaci ado en el segundo conducto, que están separados embrana permeable al vapor de agua 31. El us intercambiador de humedad con esta construcción rucción es posible en todos los ejemplos de reali De acuerdo con la invención en todos los alización como se ilustra en el ejemplo de real figura 5, una primera parte del aire de desech sitivo de secado y enfriamiento 33 y una sal da está directamente con el espacio o como se re tamente después de su entrada 4 está conectada do conducto. La salida desemboca ya sea directam cinto o como se representa inmediatamente ante a 3 en el primero conducto 20. El filtro 34 c josamente un filtro para partículas gruesas y un rostático .

Tal corriente de. entrada de acuerdo ción también se provee en los ejemplos de realiz do con las figuras 1 a 4.

Para la impulsión de diversas corrientes de eren varios ventiladores. El número de ventilado ación dentro del dispositivo 1 pueden spondientemente a las concretas realizacione sitivos 1 rovistos son adecuados ara la realiz zarse también intercambiaclores de humedad, que s ros principios físicos, por ejemplo intercambiad ad con procesos de adsorción y desorción o aquel sos de absorción y desgasificación.

Los dispositivos 1 descritos pueden co dos tipos de funcionamiento que se design onamiento de invierno y funcionamiento .de veran tipos de funcionamiento se describirán ladamente . onamiento de invierno El dispositivo 1 transfiere la humedad y e ido en el aire de desecho al aire exterior. El lador 6 transporta el aire exterior en el recin do ventilador 7 conduce el aire de desecho del imer ventilador 6 puede ser colocado en algún 1 imer conducto 20, el se undo ventilador 7 pued ida en el aire exterior y el aire de des fiere una parte del calor del aire exterior al ho, esto es el aire de desecho más frió se utili ar el aire exterior más caliente. La transmisió ad del. aire exterior al aire de desecho se nte ambos intercambiadores de calor 11 y 15, qu s entre sí a través del circuito de aire cerrado 1 aire de desecho no puede absorber tanta húmed quiere, en el ejemplo de realización de acuerdo a 1 en la corriente de aire que circula en el c re 22 es adicionalmente secado, esto es el dis cado y enfriamiento 19 extrae de la corriente ircula en el circuito de aire 22 aquella por ad, que el aire de desecho no puede absorber y q harse, con esto el aire presenta la humedad dese em lo de realización de acuerdo con la fi ura 2 ho hacia afuera del recinto. El dispositivo de s amiento 19 se encuentra en funcionamiento de ta el aire a la salida del ventilador de se amiento 19 está más seco y más frió que el ai a del dispositivo de secado y enfriamiento 19. ito de aire cerrado 22 circula aire que dependi alización del dispositivo de secado y enfriamient fluir ya sea por el tercer ventilador 23 o por el riamiento 1 .

Además aquella fracción del aire de dese a través del cuarto conducto 31, media sitivo de secado y enfriamiento 33 es enfri a y luego se transfiere de regreso al recinto. trada y el aire exterior se acondicionan de ta onjuntamente conducen el aire con la temperatu ad deseadas al recinto. orma que cuando menos una parte de la humedad co aire se condensa en forma de agua. El calor fiere allí, como se describe antes se conduce rríente de aire conducida a través del conduct ce hacia el aire saliente a través de la segunda ) . En el caso de que el bloque calentador te, la fracción de calor transferido se tamente al aire saliente y la fracción resta transferido se conduce a través de un conducto e calentador 37 y entonces al aire saliente, para entar el aire frío que sale del bloque de enfri Las figuras 7 a 10 ilustran diferentes ejemp sitivo de secado y enfriamiento 191 que contiene én al bloque calentador 37. El bloque calent sin embar o omitirse. En este caso el ca ared fría 40 y una pared caliente 41. La temper red fría 40 se enfría mediante la aplicación se rica, en donde cuando menos en la dirección de f rríente de aire 38, el último elemento de Pelt a a un valor, que se encuentra por debajo del p del aire que fluye. La corriente de aire 38 que rgo de esta pared fría 40 se condensa como ag o la temperatura de la corriente de aire 38 su de rocío. El agua se conduce a través de un con pozo recolector 43 o se conduce directam nte . En el caso del enfriamiento de la corriente el calor que se presenta al condensador la hume la energía eléctrica alimentada a los elementos ue igualmente se transforma en calor, llega a l nte 41. Una fracción de este calor por eje ce a través de un conducto 44 al blo ue caliente figura 8. El dispositivo de secado y enfr senta varios elementos Peltier 39, en los cuales luye se enfría y seca. La corriente de aire ce a lo largo del lado frío de los elementos Pel onces todavía a lo largo del lado caliente de uno de los elementos Peltier.

Durante el f ncionamiento de invier sitivo de secado y enfriamiento 19 por lo regula ntra en funcionamiento, ya que el aire exte ivamente seco y no debe secarse. Los elementos esentes en este ejemplo pueden utilizarse para rríente de aire que fluye a través del disposi o y enfriamiento 19. La corriente que fluye a tr elementos de Peltier 39 fluye entonces en d aria, de tal forma que ahora la pared 40 se cal red 41 se enfría. se calienta el aire. Cuando el aire relati nte fluye a través de la cámara de expulsión d alienta la cámara de transmisión de calor 47 ratura que claramente está por encima de la tem nte, de tal forma que la cámara de transmisión d uede transferir el calor al ambiente. El ferido se conduce a través del aire exterior que s del conducto 26. El aire exterior introduce en a de transmisión de calor 47. De esta manera se lor de la corriente de aire 38. Cuando la corri 38 subsecuentemente fluye a través de la turb sa la turbina 48. La corriente de aire 38 dur ción de la turbina 48 debe producir tanto ico que se enfríe a una temperatura por debajo de CÍO. El aire frío enfría así la cámara de cond e tal forma ue en la cámara de condensación vés de un conducto 44. Porque los ejes de impulS esor 46 y la turbina 48 están conectados entre na 48 impulsa al compresor 46 de tal forma esor 46 desde afuera solo debe aplicarse la T, en donde la magnitud PK representa la rida por el compresor y PT representa la rqionada por la turbina 48. lo 3 En el ejemplo representado en la figura sitivo de secado y enfriamiento 19 presenta un c un tubo de vórtice 53. El compresor 46 comp ente de aire 38 y aumenta asi la presión del a orma que la corriente de aire 38 fluye hacia el ee con mayor velocidad. Así se eleva la tempera rriente de aire 38. Una arte del calor se te, se extraiga el calor por ejemplo median cambiador de calor 55. ka corriente de aire fría rríente de aire caliente a continuación se unen o de que salgan del dispositivo de secado y enfri

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antec a como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para el acpndicionamie entrante a una temperatura y una humedad de terizado porque comprende las etapas de: hacer fluir el aire exterior como ente de aire a través de un primer conducto (20 ra fracción del air de salida- que sale del recin da corriente de aire a través de un segundo c en donde entre la primera corriente de air da corriente de aire se intercambia la humedad spositivo para el intercambio de humedad, por nte un único intercambiador de humedad; amiento (33) y conducirlo de regreso al recinto e otro dispositivo de secado y enfriamiento nsa en forma de agua como una tercera corriente d 2. El procedimiento de conformidad ndicación -1—., caracterizado porque el secado amiento de la corriente de aire que fluye a tr e los dispositivos de secado y enfriamiento (19) dispositivo de secado y enfriamiento (33) se nte cuando menos un elemento Peltier. 3. El procedimiento de acuerdo c ndicación 1, caracterizado porque el secado amiento se realiza a través del dispositivo de s amiento (19) y/o mediante la corriente de a a través del otro dispositivo de secado y enfri mediante las siguientes etapas: comprimir la corriente de aire media o cual la humedad se elimina en forma de agua. 4. El procedimiento de conformidad ndicación 1, caracterizado porque de la corri que fluye a través de uno de los dispositivos de riamiento (19) y/o el otro dispositivo de s amiento (33) se realiza al comprimir esta corri mediante un compresor (46) y mediante un tubo de se separa en una corriente de aire caliente ente de aire frío, en donde la temperatura ente de aire fría se encuentra por debajo del p , para que la humedad se separe en forma de agua; 5. El procedimiento de conformidad c ndicaciones 1 a 4, caracterizado porque el inte médad en el dispositivo para intercambio de hum zá mediante un intercambio de humedad entre los a 6. El dispositivo para acondicionar el e expulsa al ambiente el aire saliente, un dispositivo para el intercam ades entre una primera corriente de aire que flu r conducto (29) y. una segunda corriente de a en el segundo conducto (21) , un dispositivo de secado y enfriamient stá colocado en el primer conducto (20) o en el cto (21) o está colocado en el dispositivo me intercambiar humedad entre la corriente de aire unda, y otro conducto (32) con una entrada, a conducirse al aire extraído del recinto, y una esemboca en el espacio o en el primer conduc de la salida (3) ; y otro dispositivo de secado y enfr que está colocado en el siguiente conducto (32) . 8. El dispositivo de conformidad c ndicación S o l, caracterizado porque cuando me s dispositivos de secado y enfriamiento pres nto Peltier (39) para que la corriente de aire qu ves del dispositivo de secado y enfriamiento se ebajo del punto de rocío. 9. El dispositivo de conformidad c ndicación 6 o 7, caracterizado porque cuando me s dispositivos de secado y enfriamiento compr esor (46) para comprimir el aire, y una turbi expandir el aire comprimido y con esto la temp ire se enfría a una temperatura por debajo del p 10. El dispositivo de conformidad c dicación 6 o 7, caracterizado porque cuando me s dispositivos de secado y enfriamiento cont