METODO MEJORADO DE SECADO EN FRIO.

Método para secado de gas en frío, en particular aire que contiene vapor de agua,

de modo que este gas es guiado a través de la parte secundaria de un intercambiador de calor (2) cuya parte primaria es el vaporizador (3) de un circuito de enfriamiento (4) que también comprende un compresor (6) que es impulsado por un motor (5); un condensador (7); un dispositivo de expansión (8) entre la salida del condensador (7) y la entrada del mencionado vaporizador (3), caracterizado porque consiste en medir la temperatura ambiente (Tamb), al menos mientras no se suministra aire a secar, además de la temperatura o el punto de rocío en las inmediaciones del lugar donde la temperatura del gas a secar es más baja durante el secado en frío, y en conectar el circuito de enfriamiento (4) y desconectarlo sobre la base de esas mediciones para mantener siempre la temperatura de gas más baja (MTA) o el punto de rocío entre un valor de umbral mínimo y un máximo predeterminados (A, B respectivamente), y de modo que uno o ambos valores de umbral predeterminados mencionados (A y B) se calculan sobre la base de un algoritmo que es función de la temperatura ambiente medida (Tamb), el algoritmo del valor umbral mínimo (A) como una función de la temperatura ambiente en la forma de una función escalera con un valor constante cuando la temperatura ambiente medida (Tamb) sea menor que el primer valor establecido (Ta); un valor constante mayor para una temperatura ambiente (Tamb) mayor que un segundo valor establecido (Tb) que es mayor que el mencionado primer valor establecido (Ta); y una función ascendente entre estos valores establecidos (Ta y Tb), el algoritmo del valor umbral máximo (B) como una función de la temperatura ambiente (Tamb) en la forma de una función escalera con un valor constante cuando la temperatura ambiente medida (Tamb) sea menor que el primer valor establecido (Tc); un valor constante mayor para una temperatura ambiente (Tamb) es mayor que un segundo valor establecido (Td) que es mayor que el primer valor establecido (Tc); y una función ascendente entre estos valores establecidos (Tc y Td), en la que el comportamiento de la función ascendente mencionada del valor umbral máximo (B) es más empinado que el comportamiento de la mencionada función ascendente con el valor umbral mínimo (A)

Método mejorado de secado en frío.

La presente invención se refiere a un método mejorado de secado en frío.

En particular, la presente invención se refiere a un método para secado de gas en frío, en particular aire, que contiene vapor de agua, de modo que este gas es guiado a través de la parte secundaria de un intercambiador de calor cuya parte primaria es el vaporizador de un circuito de enfriamiento, que también comprende un compresor que es impulsado por un motor; un condensador; un dispositivo de expansión entre la salida del condensador y la entrada del mencionado vaporizador.

Dichos métodos se utilizan, entre otros, para secar aire comprimido.

El aire comprimido suministrado, por ejemplo, por un compresor, en la mayoría de los casos está saturado con vapor de agua o, en otras palabras, presenta una humedad relativa del 100%. Esto implica que, en caso de una caída de temperatura por debajo del llamado punto de rocío, habrá condensación. El agua condensada origina corrosión en tuberías y herramientas, y los artefactos pueden desgastarse de manera prematura.

Por esta razón se seca el aire comprimido, lo cual se puede lograr de la manera mencionada por medio de secado en frío. De esta manera también se puede secar otro aire además del comprimido, o bien otros gases.

El secado en frío se basa en el principio de que, al reducir la temperatura del aire o gas en el vaporizador, la humedad en el aire o gas se condensa, tras lo cual el agua condensada es separada en un separador de líquido y, tras lo cual, el aire o gas es calentado de nuevo, de modo que este aire o gas ya no estará saturado.

Lo mismo se aplica a cualquier otro gas diferente del aire y, cada vez que hagamos referencia a aire, también se aplicará lo mismo a cualquier otro gas diferente del aire.

Ya se conoce un método para secar el aire en frío, en el cual se conmuta el circuito de enfriamiento a encendido o apagado en base a las mediciones de la presión del vaporizador o de la temperatura del vaporizador.

Si se detecta una descarga de aire comprimido, el circuito de enfriamiento se enciende, y tan pronto como la descarga de aire comprimido cesa, el circuito de enfriamiento se detiene también.

La desventaja de un método como éste es que, una vez que el circuito de enfriamiento ha sido desconectado, el intercambiador de calor se calienta al no haber más enfriamiento.

Cuando, posteriormente, se produce otra extracción de aire comprimido mientras el intercambiador de calor está todavía relativamente caliente, pueden ocurrir picos instantáneos de temperatura y de punto de rocío en la salida de aire comprimido, puesto que el gas a secar en el intercambiador de calor no se ha enfriado lo suficiente para que el agua contenida en dicho gas a secar se condense a la máxima capacidad.

Se conoce también un método de secado en frío, en el cual el circuito de enfriamiento permanece activo todo el tiempo, aún cuando no se produzcan extracciones de aire comprimido.

Una desventaja significativa de un método como éste es que requiere una considerable cantidad de energía puesto que el circuito de enfriamiento permanece operativo de manera continua, también en caso de marcha en vacío.

Se conoce también un método de secado de aire en frío, en el cual se utiliza una masa térmica. Con tal método conocido, se utiliza una masa térmica intermediaria, por ejemplo, en forma de una mezcla de agua y propilenoglicol, para enfriar el aire comprimido.

Como el circuito de enfriamiento sólo se utiliza para enfriar la masa térmica mencionada, el compresor en este circuito de enfriamiento se puede desconectar una vez que la masa térmica ha alcanzado una determinada temperatura, y así se puede ahorrar energía.

Una desventaja de tal método conocido es que el circuito de enfriamiento, debido a la presencia de la masa térmica mencionada, se debe hacer muy pesado y de tamaño considerable.

Otra desventaja de tal método conocido es que, debido a las partes adicionales tales como un depósito y/o un intercambiador de calor adicional, la construcción del circuito de enfriamiento es relativamente costosa y complicada y su montaje demanda mucho tiempo.

EP-A-1 103 296 que está considerado el antecedente más cercano describe un método para secado de gas en frío, en particular aire conteniendo vapor de agua, en el cual el gas se guía a través de la parte secundaria de un intercambiador de calor cuya parte primaria es el vaporizador de un circuito de enfriamiento el cual contiene también un compresor que es impulsado por un motor; un condensador; un dispositivo de expansión entre la salida del condensador y la entrada del vaporizador antes mencionado, y el cual consiste, al menos mientras no se suministra aire a secar, en medir la temperatura en las cercanías del lugar donde la temperatura del aire a secar es más baja mientras se seca en frío, y en encender y apagar el circuito de enfriamiento en base a esta medición a fin de mantener la temperatura más baja del gas entre umbrales de valores mínimos y máximos predeterminados. Cuando no se suministra gas, D1 revela que estos umbrales de valores son fijos. Cuando se suministra gas a secar, D1 revela que, en lugar de encender o apagar el motor del compresor del circuito de enfriamiento, regula la velocidad del motor y proporciona un desvío controlable sobre el compresor del circuito de enfriamiento.

La presente invención procura remediar una o más de las desventajas mencionadas y otras.

Con esta finalidad, la presente invención proporciona un método según la reivindicación 1.

La mínima temperatura del aire o MTA significa aquí la menor temperatura del aire a secar, la cual ocurre durante el secado en frío, y que se alcanza en principio en la salida del gas a secar desde la parte secundaria del intercambiador de calor. La MTA brinda siempre una buena indicación del punto de rocío del aire, puesto que ambas están relacionadas. Una ventaja de dicho método, de acuerdo con la invención, es que no se requiere una masa térmica adicional y que puede ahorrarse energía de un modo muy simple, puesto que el circuito de enfriamiento se apaga en el momento debido, por ejemplo, cuando no se necesita secar aire porque no hay consumo de aire comprimido.

Otra ventaja de dicho método es que la temperatura del intercambiador de calor está siempre restringida, puesto que el circuito de enfriamiento arranca cada vez que la MTA medida o el punto de rocío se vuelven demasiado altos, y de este modo se evitan los picos.

Puesto que los umbrales de valores predeterminados se calculan en base a un algoritmo el cual es función de la temperatura ambiente medida, se garantiza un punto de rocío a cualquier temperatura ambiente que es suficientemente bajo para evitar corrosión o condensación en la red de aire comprimido que sigue al dispositivo de secado en frío.

A efectos de mejor explicar las características de la presente invención, se brinda como ejemplo solamente el siguiente método preferido, de acuerdo con la invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 representa un dispositivo para aplicar un método de secado en frío, de acuerdo con la invención,

la figura 2 representa de manera esquemática el comportamiento de los umbrales de valores en función de la temperatura ambiente.

La figura 1 representa un dispositivo 8 para secado en frío que consiste principalmente en un intercambiador de calor 2 cuya parte primaria forma el vaporizador 3 de un circuito de enfriamiento 4, en el que también se han incorporado sucesivamente un compresor 6, un condensador 7 y una válvula de expansión 8, impulsado por un motor 5.

Este circuito de enfriamiento se llena con fluido refrigerante, por ejemplo, Freon R404a, cuya dirección de flujo se representa con la flecha 9.

La parte secundaria del intercambiador de calor 2 es parte de la tubería 10 para aire húmedo a secar, cuya dirección de flujo se representa con la flecha 11.

Después del intercambiador de calor 2, es decir, en su salida, hay incorporado un separador de líquido 12 en la tubería 10.

Esta tubería 10, antes de alcanzar al intercambiador de calor 2, se puede extender en parte a través de un preenfriador o de un intercambiador de calor para recuperación 13 y después, siguiendo al separador de líquido 12, puede extenderse otra vez a través del intercambiador de calor para...

1. Método para secado de gas en frío, en particular aire que contiene vapor de agua, de modo que este gas es guiado a través de la parte secundaria de un intercambiador de calor (2) cuya parte primaria es el vaporizador (3) de un circuito de enfriamiento (4) que también comprende un compresor (6) que es impulsado por un motor (5); un condensador (7); un dispositivo de expansión (8) entre la salida del condensador (7) y la entrada del mencionado vaporizador (3), caracterizado porque consiste en medir la temperatura ambiente (Tamb), al menos mientras no se suministra aire a secar, además de la temperatura o el punto de rocío en las inmediaciones del lugar donde la temperatura del gas a secar es más baja durante el secado en frío, y en conectar el circuito de enfriamiento (4) y desconectarlo sobre la base de esas mediciones para mantener siempre la temperatura de gas más baja (MTA) o el punto de rocío entre un valor de umbral mínimo y un máximo predeterminados (A, B respectivamente), y de modo que uno o ambos valores de umbral predeterminados mencionados (A y B) se calculan sobre la base de un algoritmo que es función de la temperatura ambiente medida (Tamb), el algoritmo del valor umbral mínimo (A) como una función de la temperatura ambiente en la forma de una función escalera con un valor constante cuando la temperatura ambiente medida (Tamb) sea menor que el primer valor establecido (Ta); un valor constante mayor para una temperatura ambiente (Tamb) mayor que un segundo valor establecido (Tb) que es mayor que el mencionado primer valor establecido (Ta); y una función ascendente entre estos valores establecidos (Ta y Tb), el algoritmo del valor umbral máximo (B) como una función de la temperatura ambiente (Tamb) en la forma de una función escalera con un valor constante cuando la temperatura ambiente medida (Tamb) sea menor que el primer valor establecido (Tc); un valor constante mayor para una temperatura ambiente (Tamb) es mayor que un segundo valor establecido (Td) que es mayor que el primer valor establecido (Tc); y una función ascendente entre estos valores establecidos (Tc y Td), en la que el comportamiento de la función ascendente mencionada del valor umbral máximo (B) es más empinado que el comportamiento de la mencionada función ascendente con el valor umbral mínimo (A).

2. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque el gas a secar se origina en un compresor y porque la temperatura ambiente (Tamb) se mide cerca de la entrada de este compresor.

3. Método, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la temperatura de gas más baja (MTA) o el punto de rocío del gas a secar se mide cerca de la salida de la parte secundaria del mencionado intercambiador de calor (2).

4. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque la mencionada función ascendente del valor de umbral mínimo (A) es lineal.

5. Método, según la reivindicación 4, caracterizado porque la mencionada función lineal ascendente del valor de umbral mínimo (A) es tal que la diferencia entre la temperatura ambiente (Tamb) medida y dicho valor de umbral mínimo calculado (A) es constante.

6. Método, según la reivindicación 5, caracterizado porque entre los valores establecidos (Ta y Tb) mencionados, la diferencia entre la temperatura ambiente (Tamb) y el valor de umbral mínimo calculado (A) es como mínimo de 10º Celsius.

7. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque la función ascendente del valor de umbral máximo (B) mencionada es lineal.

8. Método, según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, preferentemente, una vez que el mencionado circuito de enfriamiento (4) ha sido desconectado, se toma en cuenta un intervalo de tiempo mínimo antes de poder volverlo a arrancar.