ES2336759B1 - CLIMATIZATION SYSTEM BY LAYERS. - Google Patents
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Abstract
Sistema de climatización por capas.Layer air conditioning system.
Sistema de climatización para un recinto interior que comprende un sistema de difusión del aire tratado que consigue tratar solamente la zona objetivo sin necesidad de tratar todo el aire del volumen del local en donde se instala el sistema de climatización, creando un volumen de aire, dentro de la zona objetivo, que mantiene en valores prefijados la temperatura (tv), humedad relativa, así como grado de renovación, independientemente de las ganancias o pérdidas energéticas existentes en la totalidad del recinto interior o edificio.Air conditioning system for an enclosure interior comprising a diffusion system of the treated air that manages to treat only the target area without needing to treat all the air of the volume of the premises where the system is installed air conditioning, creating a volume of air, within the area objective, which keeps the temperature (tv) at default values, relative humidity, as well as degree of renewal, independently of the energy gains or losses existing in the totality of the interior enclosure or building.
Description
Sistema de climatización por capas.Layer air conditioning system.
La presente invención se enmarca en el sector de las instalaciones térmicas, concretamente en la climatización de edificios y locales.The present invention is part of the sector of thermal installations, specifically in the air conditioning of Buildings and premises.
Más concretamente, la invención hace referencia a un sistema de climatización mediante el cual, gracias a un sistema de difusión del aire tratado, se consigue tratar solamente la zona objetivo sin necesidad de tratar todo el aire del volumen del local en donde se instala el sistema de climatización. Es decir, se crea un volumen de aire, dentro de la zona objetivo, que mantiene en valores prefijados la temperatura (tv), humedad relativa, así como grado de renovación, independientemente de las ganancias o pérdidas energéticas existentes en la totalidad del edificio.More specifically, the invention makes reference to an air conditioning system whereby, thanks to a system of diffusion of the treated air, it is only possible to treat the area objective without the need to treat all the air of the room volume where the air conditioning system is installed. That is, it is created a volume of air, within the target zone, which keeps in preset values temperature (tv), relative humidity, as well as degree of renewal, regardless of profit or loss existing energy in the entire building.
Se entiende por climatización la acción y efecto de climatizar, es decir, dar a un espacio cerrado las condiciones de temperatura, humedad relativa, pureza del aire y, a veces, de presión, deseadas para el bienestar de las personas y la conservación de las cosas.Air conditioning is understood as the action and effect of air conditioning, that is, giving a closed space the conditions of temperature, relative humidity, air purity and sometimes of pressure, desired for the well-being of people and the conservation of things
Una instalación de climatización es el conjunto de elementos dispuestos de tal modo que la acción conjunta de todos ellos contribuye a la consecución y mantenimiento de estas condiciones deseadas.An air conditioning installation is the whole of elements arranged in such a way that the joint action of all they contribute to the achievement and maintenance of these desired conditions.
A grandes rasgos, una instalación de climatización está configurada por las siguientes partes fundamentales:Broadly speaking, an installation of air conditioning is configured by the following parts fundamental:
- Producción de energía: bien sea energía frigorífica o energía calorífica. En esta zona, se produce la energía necesaria para conseguir las condiciones deseadas en el interior de un recinto a climatizar. Esta energía será transmitida a un primer fluido, el cual será el encargado de transportar el frío/calor a la zona de intercambio de energía con el local a tratar.- Energy production: either energy refrigerator or heat energy. In this area, the energy needed to achieve the desired conditions in the interior of an enclosure to be heated. This energy will be transmitted to a first fluid, which will be responsible for transporting the hot / cold to the energy exchange zone with the premises to try.
- Red de tuberías, encargadas de transportar este fluido primario calentado o enfriado, desde las unidades productoras de calor o frío a la zona de tratamiento del aire objetivo.- Pipe network, responsible for transporting this primary fluid heated or cooled, from the units producers of heat or cold to the air treatment area objective.
- Unidad de tratamiento de aire, o zona de tratamiento de aire: la energía transportada por el fluido calor-portador es transmitida al aire del local, en cual saldrá de esta zona con unas condiciones de humedad, temperatura, pureza y/o presión adecuadas.- Air handling unit, or zone of air treatment: the energy transported by the fluid heat-carrier is transmitted to the premises air, in which will leave this area with humidity conditions, adequate temperature, purity and / or pressure.
- Red de conductos, que transportan el aire desde la unidad de tratamiento de aire hasta el espacio a acondicionar.- Network of ducts, which transport the air from the air handling unit to the space to condition.
- Sistema de difusión, formado por las distintas salidas del aire tratado hacia el local. Este sistema será el encargado de distribuir el aire en el recinto.- Broadcast system, formed by the different Exits of treated air to the premises. This system will be the responsible for distributing the air in the enclosure.
Por ejemplo, cuando la unidad de tratamiento de aire a su vez realizar las funciones de difusión, no existiendo red de conductos; ensamblaje en una misma carrocería exterior de la unidad productora de calor o frío con la unidad de tratamiento de aire, etc.For example, when the treatment unit of air in turn perform the diffusion functions, there is no network of ducts; assembly in the same outer body of the heat or cold producing unit with the treatment unit of air, etc.
Es conocida la patente española nº 2257684 que describe un sistema de calefacción y/o climatización de locales, mediante el cual se permite un control independiente de cada zona a tratar. A pesar de lo ventajoso del sistema, presenta el inconveniente de que dicho sistema de tratamiento de aire trata todo el volumen del local, no diferenciando de zona ocupada y zona desocupada.It is known Spanish patent No. 2257684 that describes a system of heating and / or air conditioning of premises, whereby an independent control of each zone is allowed to try. Despite the advantage of the system, it presents the drawback that said air treatment system treats everything the volume of the premises, not differentiating from occupied zone and zone unoccupied
Del mismo modo la patente española nº 8506172 describe un perfeccionamiento de los dispositivos para la distribución del aire de acondicionamiento. Sin embargo, tampoco se realiza una diferenciación de zonas en los locales objeto de tratamiento.Similarly Spanish Patent No. 8506172 describes an improvement of the devices for the air conditioning distribution. However, I don't know either differentiates zones in the premises subject to treatment.
Otro aspecto muy importante en los sistemas de climatización es el control de la calidad del aire de la zona objetivo, mediante la aportación de un caudal de ventilación o renovación mínimos establecidos en la legislación vigente. Para ello, la mayoría de sistemas permiten la toma de aire exterior, para su introducción en el local a tratar, bien directamente, bien mezclado con el aire de recirculación.Another very important aspect in the systems of air conditioning is the control of the air quality of the area objective, by providing a ventilation flow or minimum renewals established in current legislation. For this, most systems allow the intake of outside air, to its introduction in the premises to be treated, either directly, well mixed with recirculation air.
Otro sistema conocido en la técnica es aquel expuesto en el documento de patente española nº 8607520 en el que se describe un sistema de renovación y acondicionamiento del aire ambiente en las zonas de permanencia en naves, especialmente a partir de los 5 metros de altura. Dicha solución propuesta se caracteriza por la disposición, a media altura de la nave, de dos bocas o salidas de aire, una con aire tratado y otra con aire de retorno no tratado. La cantidad de aire que sale por cada boca de impulsión es controlada y regulada. Ambos caudales de aire se mezclan y descienden poco a poco hacia una zona objetivo (lo cual será válido solamente en ciclo de refrigeración) situada en la parte inferior de la nave. Este sistema, a pesar de sus ventajas con respecto a sistemas que tratan todo el volumen del local, es menos ventajoso que si logramos dirigir un solo chorro de aire tratado a la zona objetivo. Además, no se lleva a cabo un control de la temperatura ni tampoco de la presión en la zona superior del local a climatizar, de modo que puede acumularse calor en dicha zona superior, aumentando en una cantidad considerable las pérdidas con relación al sistema objeto de la presente patente.Another system known in the art is that set forth in Spanish patent document No. 8607520 in which describes an air conditioning and renovation system environment in the areas of permanence in ships, especially from 5 meters high. This proposed solution is characterized by the provision, at half height of the ship, of two mouths or air outlets, one with treated air and one with air untreated return. The amount of air that comes out of each mouth of Drive is controlled and regulated. Both air flows are mix and descend gradually towards a target area (which it will be valid only in refrigeration cycle) located in the part bottom of the ship. This system, despite its advantages with regarding systems that deal with the entire volume of the premises, it is less advantageous that if we manage to direct a single jet of treated air to the target area In addition, no control of the temperature or the pressure in the upper area of the room at air conditioning, so that heat can accumulate in that area superior, increasing losses by a considerable amount relation to the system object of the present patent.
Por lo tanto, es deseable obtener un sistema de climatización (tanto para ciclo de refrigeración como para calefacción) que evite tratar todo el volumen del local, pues de esa manera se produce un ahorro energético y económico importante, puesto que se gasta solamente la energía necesaria en tratar un pequeño volumen del total existente en el local, dirigiendo directamente el aire adecuadamente tratado a la zona objetivo mediante el suministro de la energía necesaria para tratar el aire de dicha zona objetivo, sin necesidad de combatir todas las pérdidas energéticas de la nave o local a climatizar.Therefore, it is desirable to obtain a system of air conditioning (both for refrigeration cycle and for heating) to avoid treating the entire volume of the premises, because of that important energy and economic savings are produced, since only the energy needed to treat a small volume of the total existing in the premises, directing directly properly treated air to the target area by supplying the energy necessary to treat the air of said target area, without the need to combat all losses energy of the ship or premises to be heated.
La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un sistema de climatización que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.The present invention has been developed with the in order to provide an air conditioning system that solves the drawbacks mentioned above, also providing other additional advantages that will be apparent from the description which is accompanied below.
Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un sistema de climatización (tanto para ciclo de refrigeración como para calefacción) que evite tratar todo el volumen del recinto interior, de manera que se obtiene un ahorro económico importante, puesto que solamente se requiere la energía necesaria para tratar un pequeño volumen del total existente en el recinto interior. En segundo lugar, lo ideal es que el aire adecuadamente tratado se dirija directamente a la zona objetivo, suministrando la energía necesaria para tratar el aire de dicha zona objetivo, sin necesidad de combatir todas las pérdidas energéticas de la nave o local a climatizar.It is therefore an object of the present invention provide a climate control system (both for cycle cooling as for heating) to avoid treating all the volume of the interior enclosure, so that savings are obtained economically important, since only energy is required necessary to treat a small volume of the total existing in the indoor enclosure Second, the ideal is that the air properly treated go directly to the target area, supplying the energy necessary to treat the air in said area objective, without the need to combat all energy losses of the ship or premises to be heated.
Es otro objeto de la invención proporcionar un sistema de climatización para el tratamiento del aire por capas, de tal modo que solamente se trata la zona objetivo, que corresponde con la zona ocupada por las personas, manteniéndose además en todo momento una temperatura, velocidad y calidad del aire adecuadas en dicha capa objetivo.It is another object of the invention to provide a air conditioning system for air treatment by layers, of such that only the target area is treated, which corresponds with the area occupied by people, also staying in everything moment a suitable temperature, speed and air quality in said target layer.
El sistema de climatización de la invención resulta particularmente útil en espacios con dimensiones considerables, especialmente naves industriales con elevada altura, realizando un tratamiento del aire por capas, evitando así un gasto excesivo de energía que ocurre cuando se aclimata todo el volumen del recinto interior.The air conditioning system of the invention It is particularly useful in spaces with dimensions considerable, especially industrial buildings with high height, performing a layered air treatment, thus avoiding an expense Excessive energy that occurs when the entire volume is acclimatized of the inner enclosure.
Además, mediante este sistema se permite la renovación del aire del recinto interior, además de mantener unas condiciones de temperatura, velocidad y calidad adecuadas para los usuarios que están en el interior del recinto a climatizar.In addition, this system allows the renovation of the indoor air, in addition to maintaining temperature, speed and quality conditions suitable for users that are inside the enclosure to be heated.
De esta manera, se pretende dar solución a los elevados consumos energéticos ocasionados por los sistemas actuales de climatización, los cuales tratan el aire del recinto interior a climatizar en todo su volumen, no diferenciando entre zonas que se quieren mantener en unas determinadas condiciones de confort y otras zonas en las que no es necesario dichas condiciones. Se trata de replicar las ventajas de la climatización por suelo radiante, sin sus inconvenientes (necesidad de red subterránea de tuberías, punto de rocío, etc.).In this way, it is intended to give solution to high energy consumption caused by current systems of air conditioning, which treat the indoor air to air conditioning in all its volume, not differentiating between areas that they want to keep in certain conditions of comfort and others areas where such conditions are not necessary. Is about replicate the advantages of underfloor air conditioning, without its drawbacks (need for underground pipe network, point dew, etc.).
Gracias a un adecuado sistema de difusión y
direccionamiento del aire, el sistema de climatización presentado en
esta invención envía aire tratado a la zona que se desea climatizar,
de una forma uniforme y en toda su superficie, creando así una
sobrepresión en dicha zona, mientras que el resto del recinto
interior se mantendrá en depre-
sión.Thanks to an adequate air diffusion and addressing system, the air conditioning system presented in this invention sends treated air to the area to be heated, in a uniform way and throughout its surface, thus creating an overpressure in said area, while that the rest of the interior enclosure will remain depre-
Zion.
Este aire tratado y enviado a la zona objetivo permite alcanzar las condiciones de confort en cuanto a temperatura, humedad y grado de renovación. ä1 mismo tiempo, la sobrepresión generada en la zona objetivo, no permite la entrada en dicha zona de aire no deseable. Por otra parte, se introduce aire tratado y en adecuadas condiciones de confort.This air treated and sent to the target area allows to reach comfort conditions in terms of temperature, humidity and degree of renewal. ä1 same time, overpressure generated in the target zone, does not allow entry into said zone of undesirable air. On the other hand, treated air is introduced and in adequate comfort conditions.
Otro aspecto no menos importante es el hecho de que en función de la época del año y del ciclo de climatización (calefacción o refrigeración) la renovación del aire interior se hará de distinta forma, bien tratando térmicamente el aire exterior o sin tratarlo.Another aspect not less important is the fact which depending on the time of the year and the air conditioning cycle (heating or cooling) indoor air renewal is will do differently, either by treating the outside air thermally or without treating it.
Así, el sistema de climatización de la invención consigue mantener unas condiciones de temperatura y presiones adecuadas en cada zona del recinto interior (zona objetivo (2) y zona alta (3)), manteniendo un gradiente de temperatura, el cual variará si se trata de calentar o refrigerar el recinto interior.Thus, the air conditioning system of the invention manages to maintain temperature and pressure conditions suitable in each zone of the interior enclosure (objective zone (2) and high zone (3)), maintaining a temperature gradient, which will vary whether it is to heat or cool the enclosure inside.
Se da la circunstancia, durante muchas horas de funcionamiento en ciclo de calefacción, de que el gradiente generado es negativo en sentido ascendente.The circumstance occurs, for many hours of heating cycle operation, of which the gradient generated It is negative upwards.
Para conseguir una adecuada renovación de aire, en ciclo de refrigeración, la máquina climatizadora tomará aire de la zona objetivo, empleando un sistema de conductos y de compuertas, y aire del exterior, mezclando ambos flujos en la proporción adecuada, que asegure una adecuada calidad del aire resultante, en unas condiciones de temperatura y humedad que supongan un mínimo coste energético para la instalación. Este aire tratado es impulsado de nuevo a la zona objetivo, mientras que el aire sustituido en dicha zona, el cual se ha calentado debido a las ganancias térmicas del recinto interior, es dirigido, gracias a la depresión creada, a las capas altas de la nave, saliendo al exterior posteriormente, en una proporción similar a la introducida para la realizar la renovación.To get proper air renewal, in refrigeration cycle, the air conditioner will take air from the target area, using a system of ducts and gates, and outside air, mixing both flows in proportion adequate, to ensure adequate quality of the resulting air, in temperature and humidity conditions that involve a minimum energy cost for the installation. This treated air is driven back to the target area while the air replaced in said area, which has been heated due to thermal gains of the inner enclosure, it is directed, thanks to the depression created, to the upper layers of the ship, going out later, in a proportion similar to that introduced to perform the renewal.
En ciclo de calefacción, aunque se puede producir el proceso de mezcla de aire de la zona objetivo con aire exterior para ser tratados posteriormente en la máquina de climatización, la mayor parte del tiempo de funcionamiento del sistema lo hará mediante inyección de aire por las capas altas del recinto interior, aire sin tratar térmicamente y a una temperatura igual a la temperatura exterior. Este aire frío existente en capas elevadas, caerá por gravedad hacia la zona objetivo y mezclándose con aire caliente, que sube procedente de la zona objetivo, consiguiendo así unas condiciones de confort en cuanto a temperatura y grado de renovación. Este aire inyectado por la parte superior crea una sobrepresión en la nave, lo que impide la entrada de corrientes indeseables de aire por puertas, rendijas u otras aberturas de la nave.In heating cycle, although you can produce the process of mixing air from the target area with air exterior to be treated later in the machine air conditioning, most of the operating time of the system will do so by injecting air through the upper layers of the indoor enclosure, untreated air at a temperature equal to the outside temperature. This cold air exists in layers elevated, will fall by gravity to the target area and mixing with hot air, rising from the target area, thus achieving comfort conditions in terms of temperature and degree of renewal. This air injected from the top creates an overpressure in the ship, which prevents the entry of undesirable drafts of air through doors, slits or other ship openings.
Un sistema de compuertas, que actuarán en los momentos en los que la instalación funcione en ciclo de refrigeración, permiten la salida del aire viciado y sobrecalentado por la parte superior. Este aire, el cual es desplazado procedente de la zona objetivo, arrastra así fuera de la nave el exceso de kcal (energía) contenidas en el aire caliente y que no será necesario volver a enfriar. En ciclo de calefacción se emplearán las aberturas naturales de los cerramientos y puertas existentes (rendijas) como medio de evacuación del aire no deseado.A system of gates, which will act on the moments in which the installation works in a cycle of cooling, allow the exit of stale and superheated air from the top This air, which is displaced from from the target zone, drag excess kcal out of the ship (energy) contained in the hot air and that will not be necessary cool again In the heating cycle the openings will be used natural enclosures and existing doors (slits) as means of evacuation of unwanted air.
Un ventilador, el cual trabaja en el ciclo de calefacción, introduce aire procedente del exterior en el recinto interior, permitiendo una adecuada renovación de aire al mismo tiempo que genera una sobrepresión en el recinto interior, provocando el descenso paulatino de aire frío, el cual se mezcla con aire caliente que asciende procedente de la zona objetivo.A fan, which works in the cycle of heating, introduces air from outside into the enclosure interior, allowing adequate air renewal at the same time that generates an overpressure in the inner enclosure, causing the gradual decrease of cold air, which is mixed with hot air rising from the target area.
Otra características del sistema objeto de patente es la utilización de la energía necesaria para climatizar solamente volumen de aire existente en la zona objetivo, ahorrando un consumo energético para acondicionar capas superiores del local que se ven afectadas por las ganancias energéticas procedentes del exterior.Other characteristics of the system subject to patent is the use of the energy needed to heat only volume of air existing in the target area, saving an energy consumption to condition upper layers of the premises that are affected by the energy gains coming from Exterior.
Otras características y ventajas del sistema de climatización objeto de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales:Other features and advantages of the system air conditioning object of the present invention will be apparent to from the description of a preferred embodiment, but not exclusive, which is illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
La figura 1 es una vista esquematizada que muestra el funcionamiento del sistema de climatización de acuerdo con la presente invención en un ciclo de refrigeración para un local; yFigure 1 is a schematic view that shows the operation of the air conditioning system according with the present invention in a refrigeration cycle for a local; Y
La figura 2 es una vista esquematizada que muestra el funcionamiento del sistema de climatización de la invención en un ciclo de calefacción.Figure 2 is a schematic view that shows the operation of the air conditioning system of the invention in a heating cycle.
La figura 1 muestra una nave (1) de considerables dimensiones con una altura considerable provista del sistema de climatización de acuerdo con la invención.Figure 1 shows a ship (1) of considerable dimensions with a considerable height provided with air conditioning system according to the invention.
La referencia (2) indica una zona denominada zona objetivo (2) en la cual se quiere mantener una temperatura de confort de +24ºC. Esta zona objetivo (2), de altura aproximada 2,5 m, coincide con la zona ocupada por las personas. El resto de volumen (3) de la nave (1) se sitúa a partir de los 2,5 m de altura.Reference (2) indicates a zone called target zone (2) in which you want to maintain a temperature of comfort of + 24ºC. This target area (2), of approximate height 2.5 m, coincides with the area occupied by people. The rest of volume (3) of the ship (1) is located from 2.5 m of height.
Se proporciona un dispositivo climatizador (4) para tratar el aire ambiente de la zona objetivo (2), impulsando el aire tratado a la misma zona objetivo (2), con una velocidad (vv), temperatura (tv) y grado de renovación exigidos para asegurar un confort en dicha zona objetivo (2), Mediante un conducto de retorno (6) y un sistema de compuertas {12) se tomará aire de la zona objetivo (2) para tratarlo. Un sistema automático (5) vinculado al dispositivo climatizador (4) permite la renovación de aire, mediante mezcla de aire de retorno con aire procedente del exterior, en las proporciones adecuadas.A climate control device is provided (4) to treat the ambient air of the target zone (2), driving the treated air to the same target zone (2), with a speed (vv), temperature (tv) and degree of renovation required to ensure a comfort in said target area (2), via a return duct (6) and a gate system {12) air will be taken from the area objective (2) to treat it. An automatic system (5) linked to air conditioning device (4) allows air renewal, by mixing of return air with air from outside, in the adequate proportions.
Un sistema de difusión (7), tal como por ejemplo, rendijas o toberas asociadas a la red de conductos (6) se encarga de impulsar el caudal de aire tratado a la zona objetivo (2).A broadcast system (7), such as by for example, slits or nozzles associated with the duct network (6) are responsible for boosting the flow of treated air to the target area (2).
Como puede verse en la figura 1, unas aberturas (8) reguladas por medio de un sistema de control automático, se hallan ubicadas en la zona alta de la nave, permitiendo evacuar el aire viciado y caliente procedente de la zona objetivo (2) que ha sido desplazado por aire impulsado del dispositivo climatizador (4), realizando de este modo la renovación necesaria en la nave (1). De esta manera, se expulsa aire caliente viciado en vez de gastar energía en su tratamiento.As can be seen in figure 1, some openings (8) regulated by means of an automatic control system, They are located in the upper area of the ship, allowing evacuate the stale and hot air from the target area (2) that has been displaced by air driven from the climate control device (4), thus carrying out the necessary renovation in the ship (1). From this way, stale hot air is expelled instead of spent Energy in your treatment.
En esta condición, tiene lugar un gradiente de temperatura en la nave (1), existiendo en la zona objetivo (2) la temperatura de confort deseada (+24ºC) y en capas altas de la nave (3) una temperatura superior (+40ºC), debido a las ganancias térmicas ocurridas en el interior de la nave (1). Para que este aire de capas altas no se acumule y vaya bajando hacia la zona objetivo (2), es expulsado al exterior por el aire sobrante.In this condition, a gradient of temperature in the ship (1), existing in the target zone (2) the desired comfort temperature (+ 24ºC) and in high layers of the ship (3) a higher temperature (+ 40ºC), due to the gains thermal events inside the ship (1). So that this air high layers do not accumulate and go down towards the target area (2), is expelled to the outside by the excess air.
En la figura 2 se describe el funcionamiento del sistema objeto de patente en ciclo de calefacción por lo que se han omitido por motivos de comprensión algunos elementos que intervienen únicamente durante el ciclo de refrigeración y donde los componentes y elementos comunes tienen las mismas referencias numéricas que en la figura 1.Figure 2 describes the operation of the patent system in heating cycle so they have omitted for reasons of understanding some elements involved only during the refrigeration cycle and where the components and common elements have the same numerical references as in Figure 1
Para climatizar la zona objetivo (2) a una temperatura de confort (+21/+24ºC), se cuenta con el mismo dispositivo climatizador (4), funcionando en el ciclo de calefacción. Un conducto de retorno (6) y un sistema de compuertas (12) retorna aire procedente de la zona objetivo (2) a la máquina, para ser tratado. Mediante un sistema automático (5) el control permite en ocasiones una pequeña renovación de aire tratado por el dispositivo climatizador (4), puesto que controla la cantidad de aire exterior inyectado en la parte superior de la nave (1), así como la temperatura de mezcla y la altura de las capas de aire. El aire tratado es impulsado de nuevo a la zona objetivo (2) mediante un sistema de difusión (7).To heat the target area (2) at a comfort temperature (+ 21 / + 24ºC), it has the same air conditioning device (4), operating in the cycle of heating. A return duct (6) and a gate system (12) returns air from the target area (2) to the machine, to be treated Through an automatic system (5) the control sometimes allows a small renewal of air treated by the climate control device (4), since it controls the amount of outside air injected into the upper part of the ship (1) as well such as the mixing temperature and the height of the air layers. He treated air is driven back to the target zone (2) by a diffusion system (7).
La renovación máxima o total (según la temperatura exterior existente) se consigue mediante inyección en zonas altas de la nave (1) de aire procedente del exterior, directamente sin tratar, el cual irá descendiendo desde capas altas (3) hasta la zona objetivo (2) mezclándose y consiguiendo la renovación adecuada.The maximum or total renewal (according to existing outside temperature) is achieved by injection into high areas of the ship (1) of air coming from outside, directly untreated, which will descend from high layers (3) to the target area (2) mixing and getting the proper renovation
Se crea un gradiente vertical de temperatura en el interior de la nave (1), existiendo en la zona objetivo (2) la temperatura de confort (+21ºC/+24ºC), mientras que en zonas altas de la nave {3), en la mayoría de ocasiones, la temperatura será inferior (+10ºC).A vertical temperature gradient is created in the interior of the ship (1), existing in the target area (2) the comfort temperature (+ 21ºC / + 24ºC), while in high areas of the ship {3), in most cases, the temperature will be lower (+ 10 ° C).
En la parte alta de la nave (1) un ventilador (9) toma aire del exterior (10) y lo impulsa a la zona alta (3), empleado para ello un sistema de difusión (11). La temperatura exterior provoca el descenso paulatino del caudal impulsado. El hecho de la sobrepresión del aire introducido en estas capas altas (3) de la nave (1), así como la caída del mismo hacia la zona de mezcla (3) y objetivo (2), crea una presión respecto a la zona objetivo (2), ayudando a evitar el ascenso del aire caliente a las zonas altas de la nave (3).In the upper part of the ship (1) a fan (9) takes air from outside (10) and drives it to the upper zone (3), used for this purpose a diffusion system (11). Temperature outside causes the gradual decrease of the flow rate. He made of the air overpressure introduced in these high layers (3) of the ship (1), as well as the fall of the ship towards the area of mixture (3) and objective (2), creates a pressure with respect to the area objective (2), helping to prevent the rise of hot air at high areas of the ship (3).
A continuación, se explicará el funcionamiento del sistema de la invención en un día de verano (necesidad de refrigeración) con relación a la figura 1, y un día de invierno (necesidad de calefacción) con relación a la figura 2.Next, the operation will be explained of the system of the invention on a summer day (need for cooling) in relation to figure 1, and a winter day (heating requirement) in relation to figure 2.
En ambos casos, se consigue mantener en una zona objetivo (2) de una nave (1), la velocidad vv, temperatura tv y calidad necesarias de confort, controlando las presiones en la zona objetivo (2) y en las capas altas (3), y el gradiente vertical de temperaturas originado en la nave (1).In both cases, it is maintained in an area target (2) of a ship (1), vv speed, tv temperature and necessary quality of comfort, controlling the pressures in the area objective (2) and in the upper layers (3), and the vertical gradient of temperatures originated in the ship (1).
En cualquier nave o recinto (1) de considerables dimensiones, así como elevada altura, si se desea mantener unas condiciones de confort en una zona objetivo (2), es decir, una temperatura de +24ºC, temperatura inferior a la exterior (+35ºC de forma genérica). Para ello, será necesario aportar aire frío, a temperatura inferior a la de confort, para contrarrestar las cargas térmicas de la nave. En la nave o recinto (1) la zona objetivo (2) es la zona ocupada por las personas con una altura aproximada de 2,5 m respecto al suelo.In any ship or enclosure (1) of considerable dimensions, as well as high height, if you want to keep some comfort conditions in a target area (2), that is, a temperature of + 24ºC, lower temperature outside (+ 35ºC of generic form). For this, it will be necessary to provide cold air, to lower temperature than comfort, to counteract loads Thermal of the ship. In the ship or enclosure (1) the target area (2) It is the area occupied by people with an approximate height of 2.5 m with respect to the ground.
Mediante el dispositivo climatizador (4), se trata el aire de retorno de la zona objetivo (2), para lo cual se dispone de una red de conductos de retorno (6) y un sistema de compuertas (12). El aire de retorno es mezclado en las proporciones adecuadas con aire exterior, según sus características, gracias a un sistema automático (5). Se asegura de esa manera un adecuado grado de renovación del aire interior de la nave (1).Using the climate control device (4), treats the return air of the target zone (2), for which it It has a network of return ducts (6) and a system of gates (12). The return air is mixed in the proportions suitable with outside air, according to its characteristics, thanks to a automatic system (5). An adequate degree is ensured that way. of renovation of the interior air of the ship (1).
Este aire tratado, es impulsado y dirigido, gracias a un sistema de difusión (7) a la zona objetivo (2) con unas condiciones de velocidad (vv), temperatura (tv) y calidad necesarias para un confort adecuado.This treated air is driven and directed, thanks to a diffusion system (7) to the target area (2) with some speed conditions (vv), temperature (tv) and quality needed For adequate comfort.
Como consecuencia de la impulsión del aire, se provoca una sobrepresión en la zona objetivo (2), desplazando el aire existente, hacia las partes altas (3) del edificio, calentándose a medida que asciende.As a consequence of the air supply, it causes an overpressure in the target zone (2), displacing the existing air, towards the high parts (3) of the building, warming up as it rises.
Se crea así un gradiente vertical de temperaturas y de circulación de aire, existiendo una temperatura de confort en la zona objetivo (+24ºC), al mismo tiempo que en zonas altas (3) de la nave (1) la temperatura del aire es mayor, debido a las ganancias térmicas de la nave (1), así como a la llegada de aire procedente de la zona objetivo (2) que se va calentando a medida que asciende, debido también a las ganancias térmicas. Este ascenso de aire caliente {fundamentalmente aire de renovación) será más o menos rápido en función de la depresión existente en las partes altas de la nave (1), así como del porcentaje de renovación deseado.This creates a vertical gradient of temperatures and air circulation, with a temperature of comfort in the target area (+ 24ºC), at the same time as in zones high (3) of the ship (1) the air temperature is higher, due to the thermal gains of the ship (1), as well as the arrival of air coming from the target zone (2) that warms up as amounts, also due to thermal gains. This rise of hot air {fundamentally renewal air) will be more or less rapid depending on the depression in the upper parts of the ship (1), as well as the desired renewal percentage.
Para conseguir una evacuación del aire viciado procedente de la zona objetivo (2) la disposición de unas aberturas (8) situadas en la parte superior de la nave (1) permiten el paso del aire al exterior de la nave.To get an evacuation of stale air from the target area (2) the arrangement of openings (8) located at the top of the ship (1) allow the passage of the air outside the ship.
De esta manera, la zona objetivo (2) estará sobrepresionada con respecto a las partes altas (3) de la nave (1). Esta depresión en las partes altas (3) favorece el ascenso y posterior evacuación a través de las aberturas (8) del aire caliente y viciado existente en la nave (1). Se evita así la acumulación de aire caliente originado por las ganancias térmicas de la nave (1). Una porción de este aire que se desea expulsar, lo hace por las puertas y por las aberturas naturales (rendijas) que puedan existir en los cerramientos verticales de la nave (1).In this way, the target zone (2) will be overpressured with respect to the high parts (3) of the ship (1). This depression in the upper parts (3) favors the ascent and subsequent evacuation through the openings (8) of the hot air and vitiated existing in the ship (1). The accumulation of hot air caused by the thermal gains of the ship (1). A portion of this air that you want to expel, does so by doors and through the natural openings (slits) that may exist in the vertical enclosures of the ship (1).
Este sistema permite la refrigeración de la nave, sin necesidad de producción energética, cuando detecta que las condiciones exteriores permiten un aprovechamiento energético.This system allows the cooling of the ship, without the need for energy production, when it detects that External conditions allow an energy use.
Incluso permite la acumulación de frío durante las horas nocturnas.It even allows the accumulation of cold during The night hours.
En el caso que se desea mantener unas condiciones de confort en una zona objetivo (2) con una temperatura aproximada de +24ºC, siendo temperatura inferior a la exterior (+5ºC de forma genérica), será necesario aportar aire caliente, a temperatura superior a la de confort, para contrarrestar las cargas térmicas de la nave.In the case that you want to keep some comfort conditions in a target area (2) with a temperature approximate of + 24ºC, being lower temperature to the outside (+ 5ºC generically), it will be necessary to provide hot air, to temperature higher than comfort, to counteract loads Thermal of the ship.
Mediante el dispositivo climatizador (4), se trata el aire de retorno de la zona objetivo (2), para lo cual se dispone de una red de conductos de retorno (6) y un sistema de compuertas, para realizar la admisión de aire a una cierta altura. El aire de retorno puede ser mezclado en las proporciones adecuadas con aire exterior, gracias a un sistema automático (5), con el fin de conseguir un grado de renovación adecuado, si bien, como se indica a continuación, la renovación se realizará preferentemente mediante otro método.Using the climate control device (4), treats the return air of the target zone (2), for which it It has a network of return ducts (6) and a system of gates, to perform the admission of air at a certain height. The return air can be mixed in the appropriate proportions with outside air, thanks to an automatic system (5), in order of getting an adequate degree of renewal, although, as indicated below, the renewal will preferably be carried out by another method.
Este aire tratado, es impulsado y dirigido, gracias a un adecuado sistema de difusión (7) a la zona objetivo (2) con unas condiciones de velocidad vi, temperatura ti y calidad necesarias para un confort adecuado.This treated air is driven and directed, thanks to an adequate diffusion system (7) to the target area (2) with conditions of speed vi, temperature ti and quality necessary for adequate comfort.
Como consecuencia de la impulsión del aire a la zona objetivo (2), se provoca una sobrepresión en dicha zona (2), desplazando el aire existente, el cual ascenderá forzado a las partes altas (3) de la nave (1). La propia sobrepresión creada en la zona objetivo (2) evita el descenso del aire más frío de las capas superiores (3).As a consequence of the air supply to the target zone (2), an overpressure is caused in said zone (2), displacing the existing air, which will rise forced to the high parts (3) of the ship (1). The overpressure itself created in the target zone (2) prevents the coldest air from falling in the layers superior (3).
En la zona de cubierta de la nave (1) se instala uno o varios ventiladores (9) el cual toma aire procedente del exterior, para lo cual emplea un conducto de admisión (10) y lo impulsa y dirige hacia las partes altas de la nave (3), gracias a un sistema de difusión (11). Este aire introducido no es tratado térmicamente. Se consigue así una renovación del aire interior de la nave (1), al mismo tiempo que se contrarrestan las infiltraciones ocurridas en la nave (1). Este aire frío a temperatura exterior irá descendiendo paulatinamente, mezclándose con aire procedente de la zona objetivo (2) en las capas altas (3) e intermedias de la nave (1). De esta manera, este aire introducido más frío que el existente en la zona objetivo (2) creará una pequeña sobrepresión en las capas altas (3), evitando la subida de aire caliente.In the deck area of the ship (1) it is installed one or more fans (9) which takes air from the exterior, for which it uses an intake duct (10) and drives and directs towards the upper parts of the ship (3), thanks to a diffusion system (11). This introduced air is not treated thermally A renewal of the indoor air of the ship (1), while infiltrations are counteracted occurred in the ship (1). This cold air at outside temperature will go gradually descending, mixing with air coming from the target zone (2) in the upper (3) and intermediate layers of the ship (one). In this way, this air introduced colder than the existing one in the target zone (2) it will create a small overpressure in the layers high (3), preventing the rise of hot air.
Este sistema de renovación e introducción de aire exterior consigue un importante ahorro energético al conseguir una adecuada renovación del ambiente sin tener que tratar térmicamente el aire introducido, al mismo tiempo que al estar las capas altas (3) más frías, se pierde menos cantidad de calor al exterior en las partes altas de los cerramientos verticales y en la cubierta de la nave (1).This system of renewal and introduction of outside air achieves significant energy savings by getting an adequate renovation of the environment without having to try thermally the air introduced, at the same time as the higher layers (3) colder, less heat is lost by exterior in the upper parts of the vertical enclosures and in the ship deck (1).
Se crea así un gradiente de temperatura vertical en la nave (1), existiendo en la zona objetivo (2) una temperatura de confort (+24ºC), la cual va disminuyendo a medida que se aumenta en altura, existiendo en las zonas altas (3) de la nave (1) una temperatura de aproximadamente +10ºC.This creates a vertical temperature gradient in the ship (1), there is a temperature in the target zone (2) of comfort (+ 24ºC), which decreases as it increases in height, existing in the high zones (3) of the ship (1) a temperature of approximately + 10 ° C.
Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación del sistema de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.The details, the shapes, the dimensions and other accessory elements, as well as the materials used in the manufacture of the system of the invention may conveniently be replaced by others that are technically equivalent and not depart from the essentiality of the invention or the defined scope by the claims included below.
Claims (6)
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Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200930432A ES2336759B1 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | CLIMATIZATION SYSTEM BY LAYERS. |
Publications (2)
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ES2336759A1 ES2336759A1 (en) | 2010-04-15 |
ES2336759B1 true ES2336759B1 (en) | 2011-03-15 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
ES200930432A Active ES2336759B1 (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | CLIMATIZATION SYSTEM BY LAYERS. |
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CH664003A5 (en) * | 1984-07-04 | 1988-01-29 | Sulzer Ag | METHOD FOR AIR-CONDITIONING THE LOCATION AREA OF A HALL. |
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2009
- 2009-07-09 ES ES200930432A patent/ES2336759B1/en active Active
Non-Patent Citations (1)
Title |
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HAGSTROM, K. et al. Classification for the room air conditioning strategies. Building and Environment. 01.11.2000, Vol. 35, No. 8, Pág. 699-707, ISSN 0360-1323, apartado 5, figura 5. * |
Also Published As
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ES2336759A1 (en) | 2010-04-15 |
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