UNIDAD REFRIGERADORA DE ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO DE AGUA.

1. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua que, comprendiendo una estructura

(2) para la circulación de aire en la que se integran un sistema de compuertas (3) para la toma de aire exterior, un filtro (4) de aire, un grupo de paneles evaporativos (5) y un ventilador (6) con salida al exterior, además de un circuito principal (7) de agua, con conexión de entrada (8), en la que, a través de una primera bomba (9) de impulsión, el agua circula a través de los paneles evaporativos (5), dotados de bandejas (16) donde se recoge el agua, y de un intercambiador de calor (10) o del sistema exterior a enfriar, está caracterizada porque incorporados en la estructura (2), incorpora también un módulo de recuperación-refrigeración (11), situado previamente al grupo de paneles evaporativos (5), y un módulo de recuperación-calefacción (12) situado tras los paneles evaporativos (5), estando ambos módulos (11, 12) vinculados mediante un circuito secundario (13) de recuperación donde el agua circula de uno a otro.

2. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 1, caracterizada porque el agua del circuito secundario (13) es impulsada a través de una segunda bomba (14) de impulsión prevista al efecto.

3. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque además se contempla la incorporación un módulo adicional de refrigeración (15) que, situado tras el módulo de recuperación-refrigeración (11), va acoplado al circuito principal (7) de agua que lo alimenta en circulación forzada por la primera bomba (9) de impulsión.

4. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 3, caracterizada porque la conexión del módulo adicional de refrigeración (15) es serie con el intercambiador (10) o sistema exterior a enfriar.

5. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 3, caracterizada porque la conexión del módulo adicional de refrigeración (15) es en paralelo con el intercambiador (10) o sistema exterior a enfriar.

6. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque la bandeja (16) de los paneles evaporativos (5) incorpora un interruptor de nivel (17) que activa el llenado de la misma cuando se detecta un nivel bajo de agua para poder abastecer las necesidades requeridas.

7. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 6, caracterizada porque el agua de llenado de la bandeja (16) se inyecta en la base de la misma a través de un tubo o tubos (18) perforados en toda su longitud.

8. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 7, caracterizada porque los tubos (18) perforados, que tienen la misma longitud de la bandeja (16) y están dispuestos de manera que las impulsiones y los retornos quedan en posiciones opuestas, favoreciendo el flujo cruzado de agua.

9. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque se contempla la existencia de un filtro de sílex (19) y una bomba auxiliar (20) en un circuito de recirculación (21) de agua de los tubos (18) de llenado de la bandeja (16).

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201431509.

Solicitante: SANTANA SORIA, Juan.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: SANTANA REY,Rocio, SANTANA SORIA,Juan.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > ACONDICIONAMIENTO DEL AIRE; HUMIDIFICACION DEL AIRE;... > Sistemas de acondicionamiento de aire en los cuales... > F24F3/14 (por humidificación; por deshumidificación)
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Fragmento de la descripción:

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, la cual aporta, a la función a que se destina, varias ventajas y características de novedad, que se describirán en detalle más adelante y que suponen una mejora del estado actual de la técnica en su campo de aplicación.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en un equipo de refrigeración para recintos industriales, espacios de gran volumen u otras aplicaciones que se basa en el enfriamiento evaporativo del agua a temperatura inferior al termómetro húmedo del aire exterior, proporcionando una optimización del enfriamiento, gracias al aumento de la potencia frigorífica obtenida, y minimizando el riesgo de proliferación de bacterias como la bacteria legionella.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria destinado a la fabricación de aparatos y equipos de refrigeración, centrándose básicamente en el ámbito de las torres de refrigeración y equipos de enfriamiento por evaporación de agua similares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, si bien son conocidos en el mercado diferentes tipos y modelos de equipos y unidades de enfriamiento por evaporación, normalmente utilizados en torres de refrigeración, por parte del solicitante se conoce sin embargo la existencia de ninguno que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas como las que presenta la unidad de enfriamiento aquí preconizada, según se reivindica.

En dicho sentido, cabe mencionar que es conocido que la condición del aire queda definida dos parámetros entre los que se encuentran la temperatura seca y la temperatura húmeda, siendo esta última inferior a la primera siempre que el aire no esté saturado.

Teóricamente es posible enfriar agua puesta en contacto con el aire hasta la temperatura de bulbo húmedo del aire, siendo conocido que los equipos actuales (torres de refrigeración) pueden enfriar el agua como máximo dos o tres grados centígrados por encima del termómetro húmedo del aire empleado.

El objetivo de la presente invención es, pues, desarrollar un innovador equipo de enfriamiento basado en lo anteriormente expuesto y con el que optimizar el enfriamiento auto-evaporativo de una corriente de agua cuando se pone en contacto con una corriente de aire.

En el proceso termodinámico de enfriamiento de agua por evaporación de la misma, también se enfría el aire humectado, más si cabe, si se emplean las medias evaporativas adecuadas.

También es sabido que si el aire es enfriado solo disminuyendo calor sensible, manteniendo constante la humedad específica del mismo, de modo que se produce una disminución de su temperatura seca y también de su temperatura húmeda, por tanto, si se provoca esta situación y se usa este aire enfriado para el proceso de enfriamiento de agua se puede obtener agua enfriada a una temperatura inferior a la de un enfriamiento evaporativo convencional, pudiéndose llegar a varios grados por debajo de termómetro húmedo del aire exterior.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua que la presente invención propone se configura, pues, como una destacable novedad dentro de su campo de aplicación, estando los detalles caracterizadores que la distinguen convenientemente recogidos en las reivindicaciones finales que acompañan a la presente memoria descriptiva de la misma.

De manera concreta, la unidad refrigeradora que la invención propone se configura como

una instalación por la que circula el aire y el agua a través de una serie de circuitos y sistemas que proporcionan refrigeración a partir del enfriamiento evaporativo del agua, comprendiendo esencialmente, como opción básica de implementación: un sistema de compuertas para la de toma de aire desde el exterior; un sistema de filtro a través del que pasa dicho aire; un módulo de recuperación-refrigeración, situado tras dicho filtro; un grupo de paneles evaporativos, instalado tras el módulo de recuperación-refrigeración; un módulo de recuperación-calefacción, tras el grupo de paneles evaporativos; y situado tras dicho módulo un ventilador con salida del aire al exterior; existiendo, además, un circuito principal de agua, con conexión de entrada, que, a través de una primera bomba de circulación, la hace circular a través del grupo de paneles evaporativos para conducirla hasta un intercambiador de calor o sistema exterior a enfriar, y un circuito secundario de recuperación que vincula el módulo de recuperación-refrigeración y el módulo de recuperación-calefacción donde el agua circula de uno a otro impulsada a través de una segunda bomba de circulación prevista al efecto.

Con ello, en dicha opción básica de la unidad preconizada, el aire filtrado en el sistema correspondiente se enfría en el intercambiador aire-agua que contempla el módulo de recuperación-refrigeración. Este módulo, a su vez, recibe el agua enfriada con el aire frío y húmedo del proceso de enfriamiento evaporativo del agua en el módulo de recuperación- calefacción. La circulación de agua entre dichos módulos la fuerza la mencionada segunda bomba instalada en el circuito secundario de agua previsto entre ambos.

Es importante destacar que, gracias a ello, la temperatura del aire después de calentarse en módulo de recuperación-calefacción, es inferior a la temperatura del aire exterior, pudiendo usarse para refrigerar algún ambiente industrial, o condensar el refrigerante de algún equipo de compresión mecánica que lo requiera, aumentando su rendimiento frigorífico.

Por su parte, el aire enfriado sensiblemente en módulo de recuperación-refrigeración disminuye también su termómetro húmedo, posibilitando, por tanto, obtener agua más fría en los paneles evaporativos. Este pre enfriamiento del aire se puede también realizar con cualquier sistema de recuperación de calor aire-aire o frigorífico existente en el mercado.

El agua enfriada en el grupo de paneles evaporativos es impulsada por la primera bomba, incorporada al efecto en el circuito principal, hacia el sistema exterior a refrigerar.

Adicionalmente, la unidad preconizada permite disminuir aún más la temperatura del aire antes del proceso de enfriamiento evaporativo y obtener el agua a menor temperatura mediante la incorporación a la descrita solución básica de la misma de un módulo adicional de refrigeración, el cual se dispone acoplado en el circuito principal de agua y situado tras el módulo de recuperación-refrigeración

En este caso el funcionamiento es idéntico al anterior, solo que el agua que alimenta este segundo módulo de refrigeración, en circulación forzada por la primera bomba, es enfriada en el grupo de paneles evaporativos. Dicha primera bomba, al igual que en el caso anterior, es también la que envía el agua al sistema exterior de refrigeración.

La conexión a este módulo adicional puede ser en serie o en paralelo con el sistema exterior.

Preferentemente, la unidad de la invención contempla la incorporación de paneles evaporativos de flujos cruzados de aire y agua, pudiendo también usarse paneles contracorriente aire agua. En todo caso, la velocidad de paso del aire a través de los paneles es lo suficientemente baja como para evitar el arrastre de gotas.

Conviene destacar que la potencia frigorífica obtenida respecto a la potencia eléctrica consumida es superior a 20, valor muy superior a la más eficiente compresión mecánica.

Por otra parte, el diseño...

 


Reivindicaciones:

1. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua que, comprendiendo una estructura (2) para la circulación de aire en la que se integran un sistema de compuertas (3) para la toma de aire exterior, un filtro (4) de aire, un grupo de paneles evaporativos (5) y un ventilador (6) con salida al exterior, además de un circuito principal (7) de agua, con conexión de entrada (8), en la que, a través de una primera bomba (9) de impulsión, el agua circula a través de los paneles evaporativos (5), dotados de bandejas (16) donde se recoge el agua, y de un intercambiador de calor (10) o del sistema exterior a enfriar, está caracterizada porque incorporados en la estructura (2), incorpora también un módulo de recuperación-refrigeración (11), situado previamente al grupo de paneles evaporativos (5), y un módulo de recuperación-calefacción (12) situado tras los paneles evaporativos (5), estando ambos módulos (11, 12) vinculados mediante un circuito secundario (13) de recuperación donde el agua circula de uno a otro.

2. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 1, caracterizada porque el agua del circuito secundario (13) es impulsada a través de una segunda bomba (14) de impulsión prevista al efecto.

3. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque además se contempla la incorporación un módulo adicional de refrigeración (15) que, situado tras el módulo de recuperación-refrigeración (11), va acoplado al circuito principal (7) de agua que lo alimenta en circulación forzada por la primera bomba (9) de impulsión.

4. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 3, caracterizada porque la conexión del módulo adicional de refrigeración (15) es serie con el intercambiador (10) o sistema exterior a enfriar.

5. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 3, caracterizada porque la conexión del módulo adicional de refrigeración (15) es en paralelo con el intercambiador (10) o sistema exterior a enfriar.

6. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque la bandeja (16) de los paneles evaporativos (5) incorpora un interruptor de nivel (17) que activa el llenado de la misma cuando se detecta un nivel bajo de agua para poder abastecer las necesidades requeridas.

7. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 6, caracterizada porque el agua de llenado de la bandeja (16) se inyecta en la base de la misma a través de un tubo o tubos (18) perforados en toda su longitud.

8. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según la reivindicación 7, caracterizada porque los tubos (18) perforados, que tienen la misma longitud de la bandeja (16) y están dispuestos de manera que las impulsiones y los retornos quedan en posiciones opuestas, favoreciendo el flujo cruzado de agua.

9. Unidad refrigeradora de enfriamiento evaporativo de agua, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque se contempla la existencia de un filtro de sílex (19) y una bomba auxiliar (20) en un circuito de recirculación (21) de agua de los tubos (18) de llenado de la bandeja (16).