INTERCAMBIADOR DE CALOR POR ADSORCION.
Un intercambiador de calor por adsorción que incluye un tubo (40) de intercambio de calor,
a través del cual circula el medio de calor, y aletas (30) que están fijadas al tubo (40) de intercambio de calor y en las superficies de las cuales se contiene un adsorbente, siendo dicho intercambiador de calor por adsorción para poner el aire que pasa a través del mismo en contacto con el adsorbente contenido en las aletas (30), una parte de dicho intercambiador de calor por adsorción ubicada corriente arriba en el flujo de aire que constituye una parte corriente arriba (26) y una parte de dicho intercambiador de calor por adsorción ubicada corriente abajo en el flujo de aire que constituye una parte corriente abajo (27), estando formada una capa (36, 38) de adsorción que contiene el adsorbente en las superficies de las aletas (30), caracterizado porque la parte corriente abajo (27) tiene una mayor capacidad estática de la capa (36, 38) de adsorción que la parte corriente arriba (26)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2005/007844.
Solicitante: DAIKIN INDUSTRIES, LTD..
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: UMEDA CENTER BUILDING, 4-12, NAKAZAKI-NISHI 2-CHOME, KITA-KU OSAKA-SHI, OSAKA 530-8323 JAPON.
Inventor/es: YABU,Tomohiro, IKEGAMI,Shuji.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 25 de Abril de 2005.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D53/26B
- F24F3/14C
- F28D1/047F
- F28F1/32 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL. › F28F PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS APARATOS INTERCAMBIADORES O DE TRANSFERENCIA DE CALOR (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; purgadores de agua o aire, ventilación F16). › F28F 1/00 Elementos tubulares; Conjuntos de elementos tubulares (especialmente adaptados para el movimiento F28F 5/00). › teniendo los medios partes que se engarzan con otros elementos tubulares.
- F28F13/18C2
Clasificación PCT:
- B01D53/26 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › Secado de gases o vapores.
- F24F3/14 F […] › F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION. › F24F ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE; HUMIDIFICACION DEL AIRE; VENTILACION; UTILIZACION DE CORRIENTES DE AIRE COMO PANTALLAS (retirada de suciedades o de humos de los lugares donde se han producido B08B 15/00; conductos verticales para la evacuación de humos de los edificios E04F 17/02; tapas para chimeneas o respiraderos, terminales para conductores de humos F23L 17/02). › F24F 3/00 Sistemas de acondicionamiento de aire en los cuales el aire acondicionado primario se suministra procedente de una o más unidades centrales a las unidades de distribución colocadas en las habitaciones o recintos en las cuales aquél puede sufrir un tratamiento secundario; Aparatos especialmente proyectados para dichos sistemas (acondicionadores de habitación F24F 1/00). › por humidificación; por deshumidificación.
- F25B39/00 F […] › F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES. › F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › Evaporadores; Condensadores.
- F28D1/04 F28 […] › F28D INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA OTRA SUBCLASE, EN LOS QUE LOS MEDIOS QUE INTERCAMBIAN CALOR NO ENTRAN EN CONTACTO DIRECTO (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; calentadores de fluidos que tienen medios para producir y transferir calor F24H; hornos F27; partes constitutivas de los aparatos intercambiadores de calor de aplicación general F28F ); APARATOS O PLANTAS DE ACUMULACION DE CALOR EN GENERAL. › F28D 1/00 Aparatos cambiadores de calor que tienen conjuntos fijos de canalizaciones solamente para uno de los medios intercambiadores de calor, estando cada uno de los medios en contacto con un lado de la pared de la canalización, y siendo el otro medio intercambiador de calor una gran masa de fluido, p. ej. radiadores domésticos o de motores de automóviles (F28D 5/00 tiene prioridad). › con canalizaciones tubulares.
- F28D1/047 F28D 1/00 […] › siendo las canalizaciones curvadas, p. ej. en forma de serpentín o en zig-zag.
- F28F1/32 F28F 1/00 […] › teniendo los medios partes que se engarzan con otros elementos tubulares.
- F28F13/18 F28F […] › F28F 13/00 Dispositivos para modificar la transferencia del calor, p. ej. aumento, disminución (F28F 1/00 - F28F 11/00 tienen prioridad). › por aplicación de revestimientos, p. ej. que absorben radiación, que reflejan radiación; por aplicación de un tratamiento superficial, p. ej. pulido.
Clasificación antigua:
- B01D53/26 B01D 53/00 […] › Secado de gases o vapores.
- F24F3/14 F24F 3/00 […] › por humidificación; por deshumidificación.
- F25B39/00 F25B […] › Evaporadores; Condensadores.
- F28D1/04 F28D 1/00 […] › con canalizaciones tubulares.
- F28D1/047 F28D 1/00 […] › siendo las canalizaciones curvadas, p. ej. en forma de serpentín o en zig-zag.
- F28F1/32 F28F 1/00 […] › teniendo los medios partes que se engarzan con otros elementos tubulares.
- F28F13/18 F28F 13/00 […] › por aplicación de revestimientos, p. ej. que absorben radiación, que reflejan radiación; por aplicación de un tratamiento superficial, p. ej. pulido.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania.
PDF original: ES-2356470_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Campo técnico
La presente invención versa acerca de intercambiadores de calor por adsorción para poner en contacto aire que pasa a través de los mismos con un adsorbente contenido en las superficies de sus aletas.
Técnica antecedente
Hasta la fecha se conoce un intercambiador de calor por adsorción que tiene un adsorbente contenido en las superficies de sus aletas y del tubo de intercambio de calor, según se da a conocer en el documento JP-A-07-265649. Este documento JP-A-07-265649 también da a conocer un deshumidificador que utiliza dos intercambiadores de calor por adsorción. El deshumidificador suministra agua de enfriamiento enfriada en una torre de enfriamiento al intercambiador de calor por adsorción en la fase de adsorción y suministra agua caliente procedente una fuente de calor al otro intercambiador de calor por adsorción en la fase de regeneración. El deshumidificador repite de forma alterna un modo en el que el primer intercambiador de calor por adsorción se encuentra en la fase de adsorción y el segundo intercambiador de calor por adsorción se encuentra en la fase de regeneración y un modo en el que el primer intercambiador de calor por adsorción se encuentra en la fase de regeneración y el segundo intercambiador de calor por adsorción se encuentra en la fase de adsorción. Por lo tanto, el deshumidificador deshumidifica el aire en el intercambiador de calor por adsorción en la fase de adsorción y regenera el adsorbente en el intercambiador de calor por adsorción en la fase de regeneración.
Se describe el comportamiento del deshumidificador tomando como ejemplo un estado en el que se suministra agua de enfriamiento al primer intercambiador de calor por adsorción y se suministra agua caliente al segundo intercambiador de calor por adsorción. El aire que pasa a través del primer intercambiador de calor por adsorción pasa humedad al adsorbente en el curso del paso entre las aletas y, de ese modo, es deshumidificado. El agua de enfriamiento que fluye a través del tubo de intercambio de calor del primer intercambiador de calor por adsorción toma calor de adsorción producido cuando se adsorbe la humedad del aire en el adsorbente. Por otra parte, en el segundo intercambiador de calor por adsorción, el agua caliente que fluye a través del tubo de intercambio de calor calienta el adsorbente y el aire que pasa entre las aletas. Además, en el segundo intercambiador de calor por adsorción, se desorbe humedad del adsorbente y se aplica la humedad desorbida al aire que pasa entre las aletas.
Además, el documento JP-A-2003-093831 sugiere mezclar dos corrientes de aire que van a ser tratadas para homogeneizar las temperaturas y las humedades de las corrientes divididas. De ese modo, se homogeneiza la humedad adsorbida y se mejora la capacidad del intercambiador de calor por adsorción.
Revelación de la invención
Problemas que deben ser solucionados por la invención
Como se ha descrito anteriormente, la humedad se toma progresivamente del aire suministrado al intercambiador de calor por adsorción en la fase de adsorción en el curso del paso del aire entre las aletas. En otras palabras, el aire que pasa a través del intercambiador de calor por adsorción en la fase de adsorción reduce progresivamente la humedad absoluta en el curso del paso entre las aletas, lo que está acompañado por una reducción progresiva de la humedad relativa. En general, según se reduce la humedad relativa del aire, es menos probable que la humedad del aire sea adsorbida en el adsorbente. Por lo tanto, en intercambiadores convencionales de calor por adsorción, se adsorbe una cantidad menor de humedad en sus partes ubicadas corriente abajo en el flujo de aire que en sus partes ubicadas corriente arriba en el flujo de aire. Además, tal desequilibrio de la cantidad de humedad adsorbida en el mismo intercambiador de calor por adsorción provoca el problema de que el intercambiador de calor por adsorción no puede exhibir bien su capacidad de adsorción de humedad.
La presente invención ha sido realizada en vista de los anteriores problemas y, por lo tanto, su objetivo es permitir que un intercambiador de calor por adsorción exhiba bien la capacidad de adsorción de humedad.
Medios para solucionar los problemas
La presente invención soluciona este problema por medio de las características definidas en la reivindicación 1. Las realizaciones se nombran en las reivindicaciones dependientes.
- Operaciones
En cada solución, el intercambiador (20) de calor por adsorción está dotado de un tubo (40) de intercambio de calor y de aletas (30). Se contiene un adsorbente en las superficies de las aletas (30). El adsorbente en las superficies de las aletas (30) entra en contacto con el aire que pasa a través del intercambiador (20) de calor por adsorción. En el intercambiador (20) de calor por adsorción, el adsorbente solo puede estar contenido en las superficies de las aletas (30) o puede estar contenido, por ejemplo, en las superficies de las aletas (30) y en la superficie del tubo (40) de intercambio de calor. En el intercambiador (20) de calor por adsorción, una parte del mismo ubicada corriente arriba en el flujo de aire constituye una parte corriente arriba (26) y una parte del mismo ubicada corriente abajo en el flujo de aire constituye una parte corriente abajo (27). El aire que pasa a través del intercambiador (20) de calor por adsorción entra en contacto primero con el adsorbente en las superficies de las aletas (30) en la parte corriente arriba (26) y luego entra en contacto con el adsorbente en las superficies de las aletas (30) en la parte corriente abajo (27).
En la presente invención, se forma una capa (36, 38) de adsorción en la superficie de las aletas (30). La capa (26, 28) de adsorción contiene un adsorbente. La capacidad estática de la capa adsorbente formada en las superficies de las aletas (30) es mayor en la parte corriente abajo (27) que en la parte corriente arriba (26). En la parte corriente abajo (27) que está ubicada corriente abajo en el flujo de aire y en la que es menos probable que la capa (36, 38) de adsorción adsorba humedad del aire, se puede garantizar una cantidad apropiada de humedad adsorbida al contener en las aletas (30) un adsorbente capaz de adsorber humedad bien incluso si la humedad relativa del aire es baja. Además, el intercambiador (20) de calor por adsorción proporciona una cantidad uniforme de humedad adsorbida en las aletas (30) en cada parte desde la parte corriente arriba (26) hasta la parte corriente abajo (27).
Se hace notar que la capacidad estática del adsorbente se expresa por medio de la cantidad de humedad que puede adsorber el adsorbente cuando es puesto en contacto con el aire con una humedad relativa constante durante un tiempo suficientemente prolongado, es decir, la cantidad de humedad que ha adsorbido el adsorbente hasta que se alcanza un equilibrio bajo condiciones de coexistencia del adsorbente y del aire de humedad relativa constante.
En una realización, la cantidad de adsorbente contenido en las aletas (30) es distinta entre la parte corriente arriba (26) y la parte corriente abajo (27). Distintas cantidades de adsorbente contenido en las aletas (30) provocan distintas cantidades de humedad adsorbida en las aletas (30). Por lo tanto, si cambia la cantidad de adsorbente contenido en las aletas (30) con los cambios en la condición del aire durante el curso del paso del aire a través del intercambiador (20) de calor por adsorción, esto proporciona una cantidad uniforme de humedad adsorbida en las aletas (30) en cada parte desde la parte corriente arriba
(26) hasta la parte corriente abajo (27).
En otra realización, la capa (36, 38) de adsorción está fabricada de una mezcla de adsorbente y de aglutinante. En la capa (36, 38) de adsorción, las partículas adsorbentes están unidas entre sí por el aglutinante. Por lo tanto, las partículas adsorbentes en la capa (36, 38) de adsorción tienen sus superficies cubiertas parcialmente con el aglutinante. Si la capa (36, 38) de adsorción tiene distintos contenidos de masa del adsorbente y del aglutinante, esto cambia el área de parte de la superficie de cada partícula adsorbente capaz de hacer contacto con el aire sin estar cubierta con el aglutinante y, a su vez, cambia la cantidad de humedad adsorbida en la capa (36, 38) de adsorción. Por lo tanto, en el intercambiador (20) de calor por adsorción, se hace que sean distintos los contenidos de masa del adsorbente y del aglutinante en la capa (36, 38) de adsorción entre la parte corriente... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Un intercambiador de calor por adsorción que incluye un tubo (40) de intercambio de calor, a través del cual circula el medio de calor, y aletas (30) que están fijadas al tubo (40) de intercambio de calor y en las superficies de las cuales se contiene un adsorbente, siendo dicho intercambiador de calor por adsorción para poner el aire que pasa a través del mismo en contacto con el adsorbente contenido en las aletas (30),
una parte de dicho intercambiador de calor por adsorción ubicada corriente arriba en el flujo de aire que constituye una parte corriente arriba (26) y una parte de dicho intercambiador de calor por adsorción ubicada corriente abajo en el flujo de aire que constituye una parte corriente abajo (27),
estando formada una capa (36, 38) de adsorción que contiene el adsorbente en las superficies de las aletas (30), caracterizado porque
la parte corriente abajo (27) tiene una mayor capacidad estática de la capa (36, 38) de adsorción que la parte corriente arriba (26).
2. El intercambiador de calor por adsorción de la reivindicación 1, en el que la capa (38) de adsorción en la parte corriente abajo (27) tiene una mayor cantidad de adsorbente contenido en las aletas (30) que la capa (36) de adsorción en la parte corriente arriba (26).
3. El intercambiador de calor por adsorción de la reivindicación 1, en el que la capa (36, 38) de adsorción es una mezcla de adsorbente y de aglutinante, y
la parte corriente abajo (27) tiene un mayor contenido en masa de adsorbente en la capa (36, 38) de adsorción que la parte corriente arriba (26).
4. El intercambiador de calor por adsorción de la reivindicación 1, en el que la capa (38) de adsorción en la parte corriente abajo (27) tiene un adsorbente de mayor capacidad estática contenido como dicho adsorbente en las aletas (30) que la capa (36) de adsorción en la parte corriente arriba (26).
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