DISPOSITIVO DE REFRIGERACIÓN DE PUNTO DE ROCÍO.

Dispositivo para refrigerar un flujo de aire, que comprende: al menos un canal de refrigeración con una abertura de entrada para el flujo de aire a refrigerar y una abertura de salida para el flujo de aire refrigerado,

al menos un canal de evaporación separado del canal de refrigeración por una pared de transferencia y que tiene una abertura de entrada, que está conectada a la abertura de salida del canal de refrigeración, y una abertura de salida, medios para humidificar el lado de la pared de transferencia dirigido hacia el canal de evaporación y medios para deshumedecer el flujo de aire en el canal de refrigeración, caracterizado porque los medios deshumidificadores comprenden un polímero con una temperatura de solución crítica más baja (polímero LCST)

La invención se refiere a una dispositivo para refrigerar un flujo de aire, que comprende al menos un canal de refrigeración con una abertura de entrada para el flujo de aire a refrigerar y una abertura de salida para el flujo de aire refrigerado, al menos un canal de evaporación separado del canal de refrigeración por una pared de transferencia y dotado de una abertura de entrada, que está conectada a la abertura de salida del canal de refrigeración, y una abertura de salida, y unos medios para humedecer el lado de la pared de transferencia dirigido hacia el canal de evaporación. Un dispositivo de esta clase, con el cual se puede refrigerar indirectamente un flujo de aire por medio de evaporación y que también se denomina “refrigerador de punto de rocío”, es conocido por la patente americana 4.002.040.

El dispositivo de refrigeración conocido adopta la forma de un intercambiador de calor de corriente cruzada con una serie de grupos de canales de refrigeración paralelos entre sí y una serie de grupos de canales de evaporación que igualmente son paralelos entre sí y que discurren perpendicularmente a los canales de refrigeración. Un grupo de canales de refrigeración se une aquí en cada caso a dos grupos de canales de evaporación ambos lados, y viceversa, con lo que se obtiene algo así como una estructura estratificada del intercambiador de calor.

Las paredes que forman la división entre los canales de refrigeración y los canales de evaporación, y que, de este modo, sirven para la transferencia de calor (o frío) entre ellos, se fabrican de un material que conduce muy bien el calor, tal como, por ejemplo, aluminio. Las paredes de los canales de evaporación, incluyendo también las paredes que forman la división entre los canales de evaporación y los canales de refrigeración, están todas ellas cubiertas por un material que puede retener humedad. Dispuestos por encima de los canales de evaporación están unos medios de humedecimiento con la forma de pulverizadores que funcionan periódicamente, los cuales pulverizan una cantidad de agua sobre las paredes con el material de retención de humedad.

En el dispositivo de refrigeración conocido se aspira aire a refrigerar, por ejemplo aire ambiente, mediante un ventilador y se le fuerza a través de los canales de refrigeración. Desde los canales de refrigeración el aire refrigerado fluye, por ejemplo, hacia un espacio para ventilación. Sin embargo, cuando abandona los canales de refrigeración, parte del aire, por ejemplo un tercio del flujo en volumen, es separado del flujo principal y guiado hacia los canales de evaporación. Allí, el aire refrigerado fluye a lo largo de las paredes húmedas, con lo que la humedad se evapora y es arrastrada con el flujo de aire. La evaporación de la humedad da como resultado una reducción de la temperatura de las paredes. Debido a la buena conducción térmica de las paredes de transferencia, esto también da como resultado una disminución de la temperatura en los canales de refrigeración, por lo que el flujo de aire es así refrigerado.

Comparado, por ejemplo, con una instalación de aire acondicionado, este dispositivo de refrigeración conocido basado en la evaporación indirecta tiene la ventaja de que la refrigeración del aire requiere únicamente poca potencia. Además, este dispositivo de refrigeración tiene unas pocas partes móviles, de modo que puede fabricarse e instalarse de una manera sencilla y a bajo coste. Además de ello, no son necesarios agentes generadores de frío.

Comparado con refrigeradores de evaporación directa, el dispositivo de refrigeración de funcionamiento indirecto tiene la ventaja de que la refrigeración del aire no implica un aumento de la humedad del aire. El suministro de aire refrigerado seco da como resultado un clima agradable en el espacio por él refrigerado. Con semejante dispositivo de refrigeración de funcionamiento indirecto, el aire puede refrigerarse además a una temperatura inferior a la que sería posible con un refrigerador de evaporación directa. Mientras que el refrigerador de evaporación directa no puede refrigerar el aire más allá de la denominada temperatura de “bulbo húmedo”, el refrigerador de evaporación de funcionamiento indirecto puede refrigerar el aire hasta el denominado “punto de rocío”, que es la razón de que el dispositivo de refrigeración conocido también se denominado refrigerador de punto de rocío.

La invención tiene ahora por objeto mejorar un dispositivo de refrigeración del tipo descrito anteriormente de tal manera que el flujo de aire suministro pueda refrigerarse aún más con el mismo, y pueda obtenerse un clima interior incluso más agradable. Según la invención esto se logra en un dispositivo de refrigeración de esta clase con ayuda de medio para deshumidificar el flujo de aire en el canal de refrigeración. Al extraer la humedad del aire a refrigerar, este aire puede absorber más humedad en el canal de evaporación, con lo que se extrae una gran cantidad de calor de evaporación de la pared y su temperatura disminuye así adicionalmente.

Un dispositivo de refrigeración según el preámbulo de la reivindicación 1 es conocido por el documento GB-A2351345.

El dispositivo de refrigeración según la invención se caracteriza porque los medios deshumidificadores comprenden un polímero con la temperatura de solución crítica inferior (polímero LCST). Tal polímero es soluble en agua hasta una temperatura crítica y de esta manera retiene humedad. La estabilidad del polímero en estado disuelto se garantiza aquí mediante unos medios de reticulación adecuadamente seleccionados.

Una realización sencilla del dispositivo de refrigeración según la invención se obtiene cuando el lado de la pared de división dirigido hacia el canal de refrigeración está cubierto al menos parcialmente por un polímero LCST, o está fabricado a partir del mismo. El lado de entrada del o de cada canal de refrigeración podría, por ejemplo, estar cubierto así con una tira de polímero LCST. Por supuesto, también es posible prever que todas las paredes del o de cada canal de refrigeración estén totalmente cubiertas por este material.

El polímero LCST puede seleccionarse ventajosamente del grupo que consta de polioxazolina, poli(dimetilaminoetilmetacrilato) (p(DMAEMa) y poli(N-isopropilacrilamida) (pNiPAAm). Todos estos son polímeros que pueden extraer del aire y retener una cantidad relativamente grande de humedad.

El dispositivo de refrigeración según la invención está provisto además preferiblemente de unos medios para regenerar los medios deshumidificadores. La eficacia de estos medios deshumidificadores disminuirá después de todo a medida que extraigan más humedad del aire entrante y así se vayan saturando. Esta humedad puede liberarse desde los medios deshumidificadores activando entonces los medios regeneradores, con lo que se restaura la eficacia original.

En una realización estructural y operativamente sencilla del dispositivo de refrigeración, los medios de regeneración están adaptados para calentar periódicamente el polímero LCST por encima de la temperatura de solución crítica. Dado que tal polímero está caracterizado por su baja temperatura de solución crítica, usualmente del orden de 60º a 70ºC, pueden ser suficientes unos elementos de calentamiento sencillos.

Con el fin de impedir que la regeneración dé como resultado la humidificación del flujo de aire a refrigerar, los medios de regeneración están adaptados preferiblemente para recoger y descargar del canal de refrigeración la humedad liberada por el polímero LCST durante la regeneración.

Se obtiene un dispositivo de refrigeración particularmente eficiente cuando los medios de regeneración están adaptados para guiar la humedad recogida hacia los medios de humedecimiento. Por tanto, sólo es necesario suministrar un poco de agua con el fin de humedecer los canales de evaporación.

La invención se dilucidará sobre la base de dos realizaciones, en las que se hace referencia al dibujo anexo, en el que:

La figura 1 muestra una vista esquemática del flujo de aire a través de un dispositivo de refrigeración según la invención que funciona con corriente cruzada,

La figura 2 es una vista de detalle en perspectiva de una parte de los canales de refrigeración y de los canales de evaporación del dispositivo de refrigeración de la figura 1,

La figura 3 es una vista desde arriba en sección de una realización alternativa del dispositivo... [Seguir leyendo]

1.Dispositivo para refrigerar un flujo de aire, que comprende:

al menos un canal de refrigeración con una abertura de entrada para el flujo de aire a refrigerar y una abertura de salida para el flujo de aire refrigerado,

al menos un canal de evaporación separado del canal de refrigeración por una pared de transferencia y que tiene una abertura de entrada, que está conectada a la abertura de salida del canal de refrigeración, y una abertura de salida,

medios para humidificar el lado de la pared de transferencia dirigido hacia el canal de evaporación y

medios para deshumedecer el flujo de aire en el canal de refrigeración, caracterizado porque los medios deshumidificadores comprenden un polímero con una temperatura de solución crítica más baja (polímero LCST).

2. Dispositivo de refrigeración según la reivindicación 1, caracterizado porque el lado de la pared de transferencia dirigido hacia el canal de refrigeración está, al menos parcialmente, cubierto por un polímero LCST, o se ha fabricado a partir del mismo.

3. Dispositivo de refrigeración según la reivindicación 2, caracterizado porque el polímero LCST se elige del grupo que comprende polioxazolina, poli(dimetilaminoetilmetacrilato) (p(DMAEMa) y poli(N-isopropilacrilamida) (pNiPAAm).

4. Dispositivo de refrigeración según la reivindicación 3, caracterizado por medios para regenerar los medios deshumidificadores.

5. Dispositivo de refrigeración según la reivindicación 4, caracterizado porque los medios de regeneración están adaptados para calentar periódicamente el polímero LCST por encima de la temperatura de solución crítica.

6. Dispositivo de refrigeración según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque los medios de regeneración están adaptados para recoger y descargar del canal de refrigeración la humedad liberada por el polímero LCST durante la regeneración.

7. Dispositivos de refrigeración según la reivindicación 6, caracterizado porque los medios de regeneración están adaptados para guiar la humedad recogida hacia los medios de humedecedores.