Sistema de climatización para un recinto interior que comprende un sistema de difusión del aire tratado que consigue tratar solamente la zona objetivo sin necesidad de tratar todo el aire del volumen del local en donde se instala el sistema de climatización,

creando un volumen de aire, dentro de la zona objetivo, que mantiene en valores prefijados la temperatura (tv), humedad relativa, así como grado de renovación, independientemente de las ganancias o pérdidas energéticas existentes en la totalidad del recinto interior o edificio

Sistema de climatización por capas.

Campo de la técnica

La presente invención se enmarca en el sector de las instalaciones térmicas, concretamente en la climatización de edificios y locales.

Más concretamente, la invención hace referencia a un sistema de climatización mediante el cual, gracias a un sistema de difusión del aire tratado, se consigue tratar solamente la zona objetivo sin necesidad de tratar todo el aire del volumen del local en donde se instala el sistema de climatización. Es decir, se crea un volumen de aire, dentro de la zona objetivo, que mantiene en valores prefijados la temperatura (tv), humedad relativa, así como grado de renovación, independientemente de las ganancias o pérdidas energéticas existentes en la totalidad del edificio.

Antecedentes de la invención

Se entiende por climatización la acción y efecto de climatizar, es decir, dar a un espacio cerrado las condiciones de temperatura, humedad relativa, pureza del aire y, a veces, de presión, deseadas para el bienestar de las personas y la conservación de las cosas.

Una instalación de climatización es el conjunto de elementos dispuestos de tal modo que la acción conjunta de todos ellos contribuye a la consecución y mantenimiento de estas condiciones deseadas.

A grandes rasgos, una instalación de climatización está configurada por las siguientes partes fundamentales:

- Producción de energía: bien sea energía frigorífica o energía calorífica. En esta zona, se produce la energía necesaria para conseguir las condiciones deseadas en el interior de un recinto a climatizar. Esta energía será transmitida a un primer fluido, el cual será el encargado de transportar el frío/calor a la zona de intercambio de energía con el local a tratar.

- Red de tuberías, encargadas de transportar este fluido primario calentado o enfriado, desde las unidades productoras de calor o frío a la zona de tratamiento del aire objetivo.

- Unidad de tratamiento de aire, o zona de tratamiento de aire: la energía transportada por el fluido calor-portador es transmitida al aire del local, en cual saldrá de esta zona con unas condiciones de humedad, temperatura, pureza y/o presión adecuadas.

- Red de conductos, que transportan el aire desde la unidad de tratamiento de aire hasta el espacio a acondicionar.

- Sistema de difusión, formado por las distintas salidas del aire tratado hacia el local. Este sistema será el encargado de distribuir el aire en el recinto.

Por ejemplo, cuando la unidad de tratamiento de aire a su vez realizar las funciones de difusión, no existiendo red de conductos; ensamblaje en una misma carrocería exterior de la unidad productora de calor o frío con la unidad de tratamiento de aire, etc.

Es conocida la patente española nº 2257684 que describe un sistema de calefacción y/o climatización de locales, mediante el cual se permite un control independiente de cada zona a tratar. A pesar de lo ventajoso del sistema, presenta el inconveniente de que dicho sistema de tratamiento de aire trata todo el volumen del local, no diferenciando de zona ocupada y zona desocupada.

Del mismo modo la patente española nº 8506172 describe un perfeccionamiento de los dispositivos para la distribución del aire de acondicionamiento. Sin embargo, tampoco se realiza una diferenciación de zonas en los locales objeto de tratamiento.

Otro aspecto muy importante en los sistemas de climatización es el control de la calidad del aire de la zona objetivo, mediante la aportación de un caudal de ventilación o renovación mínimos establecidos en la legislación vigente. Para ello, la mayoría de sistemas permiten la toma de aire exterior, para su introducción en el local a tratar, bien directamente, bien mezclado con el aire de recirculación.

Otro sistema conocido en la técnica es aquel expuesto en el documento de patente española nº 8607520 en el que se describe un sistema de renovación y acondicionamiento del aire ambiente en las zonas de permanencia en naves, especialmente a partir de los 5 metros de altura. Dicha solución propuesta se caracteriza por la disposición, a media altura de la nave, de dos bocas o salidas de aire, una con aire tratado y otra con aire de retorno no tratado. La cantidad de aire que sale por cada boca de impulsión es controlada y regulada. Ambos caudales de aire se mezclan y descienden poco a poco hacia una zona objetivo (lo cual será válido solamente en ciclo de refrigeración) situada en la parte inferior de la nave. Este sistema, a pesar de sus ventajas con respecto a sistemas que tratan todo el volumen del local, es menos ventajoso que si logramos dirigir un solo chorro de aire tratado a la zona objetivo. Además, no se lleva a cabo un control de la temperatura ni tampoco de la presión en la zona superior del local a climatizar, de modo que puede acumularse calor en dicha zona superior, aumentando en una cantidad considerable las pérdidas con relación al sistema objeto de la presente patente.

Por lo tanto, es deseable obtener un sistema de climatización (tanto para ciclo de refrigeración como para calefacción) que evite tratar todo el volumen del local, pues de esa manera se produce un ahorro energético y económico importante, puesto que se gasta solamente la energía necesaria en tratar un pequeño volumen del total existente en el local, dirigiendo directamente el aire adecuadamente tratado a la zona objetivo mediante el suministro de la energía necesaria para tratar el aire de dicha zona objetivo, sin necesidad de combatir todas las pérdidas energéticas de la nave o local a climatizar.

Descripción de la invención

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un sistema de climatización que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.

Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un sistema de climatización (tanto para ciclo de refrigeración como para calefacción) que evite tratar todo el volumen del recinto interior, de manera que se obtiene un ahorro económico importante, puesto que solamente se requiere la energía necesaria para tratar un pequeño volumen del total existente en el recinto interior. En segundo lugar, lo ideal es que el aire adecuadamente tratado se dirija directamente a la zona objetivo, suministrando la energía necesaria para tratar el aire de dicha zona objetivo, sin necesidad de combatir todas las pérdidas energéticas de la nave o local a climatizar.

Es otro objeto de la invención proporcionar un sistema de climatización para el tratamiento del aire por capas, de tal modo que solamente se trata la zona objetivo, que corresponde con la zona ocupada por las personas, manteniéndose además en todo momento una temperatura, velocidad y calidad del aire adecuadas en dicha capa objetivo.

El sistema de climatización de la invención resulta particularmente útil en espacios con dimensiones considerables, especialmente naves industriales con elevada altura, realizando un tratamiento del aire por capas, evitando así un gasto excesivo de energía que ocurre cuando se aclimata todo el volumen del recinto interior.

Además, mediante este sistema se permite la renovación del aire del recinto interior, además de mantener unas condiciones de temperatura, velocidad y calidad adecuadas para los usuarios que están en el interior del recinto a climatizar.

De esta manera, se pretende dar solución a los elevados consumos energéticos ocasionados por los sistemas actuales de climatización, los cuales tratan el aire del recinto interior a climatizar en todo su volumen, no diferenciando entre zonas que se quieren mantener en unas determinadas condiciones de confort y otras zonas en las que no es necesario dichas condiciones. Se trata de replicar las ventajas de la climatización por suelo radiante, sin sus inconvenientes (necesidad de red subterránea de tuberías, punto de rocío, etc.).

Gracias a un adecuado sistema de difusión y direccionamiento del aire, el sistema de climatización presentado en esta invención envía aire tratado a la zona que se desea climatizar, de una forma uniforme y en toda su superficie, creando así una sobrepresión en dicha zona, mientras que el resto del recinto interior se mantendrá en depre- sión.

Este aire tratado y enviado a la zona objetivo permite...

1. Sistema de climatización por capas, en especial para climatizar un recinto interior (1), que comprende un dispositivo climatizador (4) que funciona en ciclo de calefacción y refrigeración, una red de conductos de retorno de aire (6), un sistema de compuertas de admisión de aire (12) ubicado en dicha red de conductos de retorno de aire (6), un sistema automático (5), una toma de aire exterior (10), caracterizado por el hecho de que comprende:

un sistema de difusión de aire (7) que impulsa y dirige el aire a una zona objetivo (2) ubicada en la parte inferior del recinto interior (1) de forma uniforme con unas condiciones de velocidad (vv), temperatura (tv) y grado de renovación predeterminadas por una unidad de gestión provista en el dispositivo climatizador (4),

un ventilador (9) que toma aire de exterior (10), no tratado térmicamente, y lo impulsa a las zonas altas (3) del recinto interior (1) cuando está funcionando en ciclo de calefacción,

al menos una abertura (8) practicada en los cerramientos verticales del recinto interior (1) a través de las cuales el aire viciado procedente de la zona objetivo (2) puede ser expulsado al exterior, estando dicha abertura (8) asociada a un sistema de control automático de apertura y cierre de las mismas,

de tal modo que en un ciclo de refrigeración y/o calefacción se trata el aire de una zona objetivo (2) definida por una capa situada en la parte inferior del recinto interior (1), no tratando

el resto de volumen de aire del recinto interior (1) al crear una sobrepresión en la zona objetivo (2) por medio del sistema de difusión de aire (7), desplazando el aire viciado a las partes altas del recinto interior (1).

2. Sistema de climatización por capas según la reivindicación 1, caracterizado porque en ciclo de refrigeración la zona objetivo (2) estará sobrepresionada, mientras que las capas altas (3) de la nave (1) estarán en depresión, de manera que el aire caliente y viciado existente en la zona objetivo (2) y que es desplazado por aire nuevo, asciende a las capas altas (3) de la nave, saliendo posteriormente al exterior ayudado por el gradiente de temperatura en el interior del recinto interior (1).

3. Sistema de climatización por capas según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en condiciones de refrigeración se crea un gradiente vertical de temperaturas, existiendo una temperatura de confort en la zona objetivo, al mismo tiempo que en zonas altas (3) del recinto interior (1) la temperatura del aire es mayor que la temperatura de confort.

4. Sistema de climatización por capas según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en ciclo de calefacción el aire caliente impulsado por el dispositivo climatizador (4) solamente calienta la capa inferior del recinto interior (1), llamada zona objetivo (2), de una altura aproximada de 2,5 m sobre el nivel del suelo.

5. Sistema de climatización por capas según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en condiciones de calefacción se crea un gradiente de temperatura vertical en el recinto interior (1), existiendo en la zona objetivo (2) una temperatura de confort (+24ºC), la cual va disminuyendo a medida que se aumenta en altura, existiendo en las zonas altas (3) del recinto interior (1) una temperatura de aproximadamente +10ºC.

6. Sistema de climatización por capas según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los medios de difusión de aire (7) comprenden toberas.