INTERCAMBIADOR TÉRMICO.

La presente invención se refiere a un intercambiador térmico para transferir calor entre dos vías de flujo de gas, y más concretamente se refiere a un intercambiador térmico de aislamiento sustancialmente de contracorriente que cuenta con dos circuitos de flujo de gas primario y secundario separados entre los que existen buenas propiedades de transferencia térmica. La invención es particularmente adecuada para su uso en sistemas de aire acondicionado y ventilación. Antecedentes Los intercambiadores térmicos de aislamiento de flujo de aire resultan cada vez más importantes para reducir el coste de calentar o enfriar un suministro de aire del exterior introducido en un espacio cerrado, como un edificio. Dichos intercambiadores térmicos deben tratar flujos de aire para espacios pequeños y grandes, desde 50 l/s a 10,000 l/s de aire exterior, transfiriendo idealmente el calor sensible y latente desde el aire de salida viciado de la cámara. La forma convencional de un intercambiador térmico para utilizar con gases es el intercambiador térmico de placa paralela. Esto comprende una pila de placas térmicas conductivas paralelas espaciadas entre sí, que definen entre ellas bolsas a través de las cuales fluye el gas. Las bolsas alternativas están conectadas para realizar una de las dos corrientes de gas entre las que se transferirá el calor, y las bolsas restantes transportan la otra corriente de gas. El gas posee un contenido térmico menor que el líquido. Esto ha supuesto el desarrollo de intercambiadores térmicos en los que las vías de flujo de gas tienen un área transversal grande, utilizando materiales finos que son preferibles porque la transferencia de calor de un gas a una superficie sobre la que se desplaza se produce más lentamente que en el caso de un líquido que humedece la superficie. Con el fin de extender el "tiempo de permanencia" de los gases en el intercambiador térmico, se ha propuesto el suministro de deflectores finos sustancialmente paralelos en las bolsas que se extienden por la longitud de la vía de flujo de gas a través de ellas y están en buen contacto térmico con las placas. Dicha disposición se divulga en el documento WO 93/18360, perteneciente al grupo de patentes de la patente estadounidense número 5,829,513 (Urch). Esta patente divulga la característica de proporcionar una membrana conductora térmica enrollada de manera sinuosa con una pila de bolsas paralelas, conteniendo cada una de ellas una inserción fundamental de plástico moldeado. La inserción comprende un armazón plano que soporta un conjunto de deflectores paralelos que definen una base de vías de paso que se extienden entre las aberturas de entrada y salida que se proporcionan en el armazón. Aunque el intercambiador térmico divulgado en la patente estadounidense nº 5,829,513 tiene varias ventajas, también tiene varias desventajas. En primer lugar, el gas que se desplaza desde una vía de paso concreta en el intercambiador térmico pasa un "tiempo de permanencia" diferente al gas que pasa a través de una vía de paso adyacente en la misma bolsa. Aunque cada una de las vías de paso tiene sustancialmente el mismo ancho, como se muestra en la figura 3 de la patente estadounidense nº 5,829,513, están anidadas en forma de U de tal modo que las vías de paso exteriores son más largas que las vías de paso interiores. Esto significa que el gas que entra en una vía de paso interior se desplaza a través de ella más rápidamente que el gas que pasa a través de la vía de paso exterior. El "tiempo de permanencia" es el periodo que pasa el gas dentro de la vía de paso. El tiempo de permanencia del gas que pasa a través de una vía de paso exterior más larga es superior que el tiempo de permanencia del gas que pasa a través de la vía de paso interior más corta. Estas diferencias en el tiempo de permanencia afectan a la eficiencia general del intercambiador de calor. Otra desventaja con el intercambiador térmico divulgado en la patente estadounidense nº 5,829,513 es que posee una caída de alta presión y por lo tanto, requiere una potencia de ventilador considerable para forzar el paso del gas a través. La presente invención proporciona un intercambiador térmico mejorado para transferir calor entre dos vías de paso de flujo de gas separadas. Resumen de la invención E01911272 15-11-2011 De acuerdo con la presente invención, existe un intercambiador térmico de flujo de gas de acuerdo con la reivindicación 1. En una realización, cada una de las vías de paso tiene una longitud sustancialmente equivalente. Preferentemente, 2   los deflectores definen sustancialmente bases de vías de paso con forma de S o Z. Preferentemente, la base de vías de paso de una de dichas bolsas es simétrica a la base de vías de paso de una bolsa adyacente para proporcionar una contracorriente de cruce. Preferentemente, la entrada de cada vía de paso está en un lateral opuesto de la pila de la de su salida. En otra realización, cada base de vías de paso es un nido de vías de paso sustancialmente en forma de U. La longitud de una de dichas vías de paso en forma de U es superior a la de una vía de paso adyacente en forma de U anidada hacia dentro de la misma. Preferentemente, la abertura de entrada y la abertura de salida de una de dichas vías de paso con forma de U tienen un tamaño superior a la abertura de entrada y la abertura de salida de una vía de paso adyacente con forma de U anidada hacia dentro de la misma. Preferentemente, cada vía de paso sucesiva con forma de U tiene aberturas de entrada y de salida mayores que una vía de paso anidada hacia dentro de la misma. Preferentemente, cada una de las bolsas contiene una distribución idéntica de armazón y deflectores, orientados de forma diferente para que la abertura asociada con bolsas alternativas se sitúe en dos líneas, y las aberturas asociadas a las bolsas restantes se sitúen en dos líneas diferentes. Preferentemente, las áreas paralelas de conducción térmica que separan las bolsas entre sí están formadas por áreas rectangulares o cuadradas espaciadas de un material conductor térmico enrollado de manera sinuosa. Preferentemente, dicho material conductor térmico se selecciona del grupo que consiste en lámina de metal y una fina lámina de plástico. Preferentemente, dicho material conductor térmico es un material permeable a la humedad que puede transferir tanto calor sensible como calor latente. Preferentemente, en una realización dicho material permeable a la humedad es papel. Preferentemente, dicho papel tiene una textura con elevada resistencia al agua. Preferentemente, dicho papel es papel kraft. Preferentemente, dicho papel kraft pesa aproximadamente 45 gramos por metro cuadrado. Preferentemente, en otra realización dicho material permeable a la humedad es un material plástico finamente tejido. Preferentemente, la combinación de armazón y deflectores es proporcionada por una estructura fundamental. Preferentemente, dicha estructura fundamental es plástico Un sistema de aire acondicionado que utiliza un intercambiador térmico de flujo de gas de acuerdo con el primer aspecto de la invención como se ha mencionado anteriormente, en el que un ventilador de alimentación de calor está en comunicación fluida con una de las líneas que contiene las aberturas de entrada en el lateral de la pila para suministrar aire al mismo, un ventilador de extracción está en comunicación fluida con otra de las líneas que contiene aberturas de entrada en el lateral de la pila para suministrar aire de salida del espacio al que se está aplicando el aire acondicionado. En una disposición, el ventilador de alimentación y el ventilador de extracción son adyacentes entre sí en el mismo lateral de la pila. En otra disposición, el ventilador de alimentación y el ventilador de extracción están en lados opuestos de la pila. Un sistema de aire acondicionado que utiliza un intercambiador térmico de flujo de gas de acuerdo con la presente invención como se ha mencionado anteriormente, en el que el flujo de gas entra al intercambiador térmico a través de la acción del ventilador de alimentación de aire, sale del intercambiador térmico de flujo de gas a través de un serpentín del evaporador antes de entrar en el conducto de suministro para abastecer al espacio que va a recibir el aire acondicionado. Preferentemente, dicho serpentín del evaporador es seleccionada del grupo que consisten en un serpentín de agua fría, un evaporador de compresión de vapor y un serpentín de agua caliente. Preferentemente, el aire de salida que ha entrado en el intercambiador térmico de flujo de gas mediante la acción del ventilador de extracción, sale del intercambiador térmico de flujo de gas y pasa a través de la almohadilla del evaporador donde es enfriado por el agua hasta prácticamente la temperatura de bulbo húmedo. Un sistema de aire... [Seguir leyendo]

1. Un intercambiador térmico de flujo de gas que comprende un conjunto de áreas conductoras térmicas, paralelas y espaciadas, que proporcionan entre ellas una pila de bolsas (16) incluyendo cada una deflectores paralelos (4) que definen una base de vías de paso (6) que guían la trayectoria de flujo de gas a través de las bolsas (16) entre las aberturas de entrada (2) y salida (3), estando las aberturas (2, 3) dispuestas en cuatro líneas paralelas en los laterales de la pila, conteniendo dos de las líneas respectivamente las aberturas de entrada (2) y salida (3) asociadas con las trayectorias de flujo de gas de bolsas alternativas de la pila, mientras las dos líneas restantes respectivamente contienen las aberturas de entrada (2) y salida (3) asociadas con las bolsas restantes (16) de la pila del intercambiador, caracterizado porque cada bolsa (16) contiene un armazón móvil (1) formado con las aberturas (2, 3) proporcionadas en los extremos de la trayectoria de flujo de gas a través de él y soportando en el armazón (1) los deflectores paralelos (4) que dividen la trayectoria del flujo de gas en la base de las vías de paso y todas las vías de paso proporcionan un tiempo de rocío sustancialmente equivalente para que el gas pase a su través. 2. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 1, en el que cada una de dichas vías de paso tiene una longitud sustancialmente igual. 3. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en las reivindicaciones 1 o 2, en el que los deflectores 4 definen bases de vías de paso con forma sustancialmente S o Z. 4. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en las reivindicaciones 1 a 3, en el que la base de vías de paso de una de dichas bolsas (16) es simétrica a la vía de paso de una bolsa adyacente para proporcionar contracorriente de cruce. 5. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en las reivindicaciones 1 a 4, en el que la entrada de cada vía de paso está en un lateral opuesto de la pila al de su salida. 6. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 1, en el que cada base de vías de paso es un nido de vías de paso con forma sustancialmente de U. 7. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 6, en el que la longitud de una de dichas vías de paso con forma de U es superior en longitud a la vía de paso adyacente en forma de U anidada hacia dentro del mismo. 8. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en las reivindicaciones 6 o 7, en el que la abertura de entrada (2) y las aberturas de salida de una de dichas vías de paso en forma de U tiene un tamaño mayor que la abertura de entrada y la abertura de salida de una vía de paso adyacente en forma de U anidada hacia dentro del mismo. 9. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 7, en el que cada vía de paso sucesiva en forma de U tiene unas aberturas de entrada y salida mayores que una vía de paso anidada hacia dentro del mismo. 10. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 1, en el que cada una de las bolsas 16 contiene una distribución idéntica de armazón (1) y deflectores (4), orientados de forma diferente para que la abertura asociada con bolsas alternativas (16) se sitúe en dos líneas, y las aberturas asociadas a las bolsas restantes (16) se sitúen en dos líneas diferentes. 11. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 1, en el que las áreas conductoras térmicas paralelas que separan las bolsas (16) entre sí están formadas por áreas espaciadas rectangulares o cuadradas de un material conductor de calor enrollado de manera sinuosa. 12. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 11, en el que dicho material conductor térmico se selecciona del grupo que consiste en una lámina de metal y una fina lámina de plástico. 13. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 11, en el que dicho material conductor de calor es un material permeable a la humedad que puede transferir tanto calor sensible como calor latente. 14. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 13, en el que dicho material permeable a la humedad es papel. 12 E01911272 15-11-2011   15. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 14, en el que dicho papel tiene una textura con elevada resistencia al agua. 16. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 15, en el que dicho papel es papel kraft. 17. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 16, en el que dicho papel kraft pesa aproximadamente 45 gramos por metro cuadrado. 18. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 13, en el que dicho material es un material de plástico finamente tejido. 19. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 1, en el que la combinación de armazón (1) y deflectores (4) es proporcionada por una estructura de esqueleto. 20. Un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 19, en el que dicha estructura de esqueleto es plástico. 21. Un sistema de aire acondicionado que utiliza un intercambiador térmico de flujo de gas como se reivindica en la reivindicación 1, en el que un ventilador de alimentación de calor está en comunicación de fluido con una de las líneas que contiene las aberturas de entrada en el lateral de la pila para suministrar aire al mismo, un ventilador de extracción está en comunicación fluida con otra de las líneas que contiene aberturas de entrada en el lateral de la pila para suministrar aire de salida del espacio al que se está aplicando el aire acondicionado. 22. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en la reivindicación 21, en el que el ventilador de alimentación y el ventilador de extracción son adyacentes entre sí en el mismo lateral de la pila. 23. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en la reivindicación 21, en el que el ventilador de alimentación y el ventilador de extracción están en lados opuestos de la pila. 24. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en la reivindicación 21, en el que el aire que ha entrado en el intercambiador térmico de flujo de gas a través de la acción del ventilador de alimentación de aire, deja el intercambiador térmico de flujo de gas y pasa a través de un serpentín del evaporador antes de entrar en el conducto de suministro para abastecer al espacio que va a recibir el aire acondicionado. 25. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en la reivindicación 24, en el que dicho serpentín del evaporador se selecciona del grupo que consisten en un serpentín de agua fría, un evaporador de compresión de vapor y un serpentín de agua caliente. 26. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en las reivindicaciones 24 o 25, en el que aire de salida que ha entrado en el intercambiador térmico de flujo de gas por la acción de un ventilador de extracción, sale del intercambiador térmico de flujo de gas y pasa a través de una almohadilla del evaporador donde se enfría mediante agua hasta casi alcanzar la temperatura de bulbo húmedo. 27. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en la reivindicación 21, en el que un panel termoeléctrico está situado en comunicación fluida con las líneas que contienen aberturas de salida en el lateral de la pila, con una primera parte de dicho panel termoeléctrico en comunicación fluida con una de las líneas que contienen aberturas de salida en el lateral de la pila asociada con las vías de flujo de gas de bolsas alternativas de la pila, y una segunda parte de dicho panel termoeléctrico está en comunicación fluida con una de las líneas que contienen aberturas de salida en el lateral de la pila asociada a las vías de flujo de gas de las bolsas restantes de la pila, y un módulo de control está dispuesto entre dicha primera y segunda partes del panel termoeléctrico. 28. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en la reivindicación 27, en el que dicho panel termoeléctrico comprende disipadores de calor con aletas fríos y calientes. 29. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en las reivindicaciones 27 o 28, en el que la aplicación de un voltaje de CC a dicho módulo de control induce un modo de calentamiento o un modo de enfriamiento a dicho sistema de aire acondicionado, dependiendo de la polaridad de dicho voltaje. 30. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en la reivindicación 21, en el que una unidad de camisa de refrigeración está situada en comunicación de fluido con las líneas que contienen aberturas de salida en el lateral de 13 E01911272 15-11-2011   la pila, comprendiendo una primera parte de dicha unidad de camisa de refrigeración un primer serpentín de agua conectado fluidamente a una primera camisa de refrigeración y una primera bomba y dicho primer serpentín de agua adyacente a una de las líneas que contienen las aberturas de salida en el lateral de la pila asociada a las vías de flujo de gas de bolsas alternativas de la pila y comprendiendo una segunda parte de dicha unidad de camisa de refrigeración un segundo serpentín de agua conectado fluidamente a una segunda camisa de refrigeración y una segunda bomba y dicho serpentín de agua adyacente a una de las líneas que contiene aberturas de salida en el lateral de la pila asociada a las vías de flujo de gas de las bolsas restantes de la pila, y un módulo de control está dispuesto entre dicha primera y segunda camisas de refrigeración. 31. Un sistema de aire acondicionado como se reivindica en la reivindicación 30, en el que una de la primera y segunda parte de dicha unidad de camisa de refrigeración es reemplazada por un conjunto de aletas refrigeradas por aire adyacentes a dicho módulo de control. 32. En combinación, un ventilador de cámara de refrigeración y el intercambiador térmico de flujo de calor de la reivindicación 1, en el que dicho aire fresco que entra en dicha cámara fría pasa a través de un primer ventilador en comunicación de fluido con una de las líneas que incluyen aberturas de entrada en el lateral de la pila asociada con las vías de flujo de gas de bolsas alternativas de la pila, y el aire de salida que sale de dicha cámara fría pasa a través de un segundo ventilador en comunicación fluida con una de las líneas que contienen las aberturas de salida en el lateral de la pila asociada a las vías de flujo de gas de las bolsas restantes de la pila. 33. La combinación de la reivindicación 32, en la que dicho primer ventilador produce el mismo volumen o un volumen ligeramente superior de aire a través de él cuando dicho segundo ventilador, manteniendo de este modo la presión de aire dentro de dicha cámara fría a sustancialmente el mismo nivel o ligeramente superior que el aire exterior. 34. La combinación de las reivindicaciones 32 o 33, en la que dicho primer y segundo ventilador son ventiladores de turbina. 14 E01911272 15-11-2011   E01911272 15-11-2011   16 E01911272 15-11-2011   17 E01911272 15-11-2011   18 E01911272 15-11-2011   19 E01911272 15-11-2011   E01911272 15-11-2011   21 E01911272 15-11-2011   22 E01911272 15-11-2011   23 E01911272 15-11-2011   24 E01911272 15-11-2011   E01911272 15-11-2011   26 E01911272 15-11-2011   27 E01911272 15-11-2011