Aparato intercambiador de calor.

Aparato intercambiador de calor (5) dispuesto entre un espacio interior (SI) y un espacio exterior (SO),

y que puede llevar a cabo intercambio de calor y ventilación, comprendiendo:

- un elemento de intercambio de calor (11);

- un paso de aire de suministro que es enviado a través de dicho elemento de intercambio de calor (11);

- un ventilador (12) de aire de suministro incorporado en dicho paso de aire de suministro;

- un paso de aire de salida que es enviado a través de dicho elemento de intercambio de calor (11);

- un ventilador (13) de aire de salida incorporado en dicho paso de aire de salida;

- un sensor de temperatura (51) que detecta la temperatura del aire exterior que es la temperatura del aire de dicho paso exterior (SO);

- una unidad de control que ejecuta una modalidad de control de ventilación normal que intercambia calor entre el aire del espacio interior y el aire exterior por medio de dicho elemento de intercambio (11);

caracterizado porque

la unidad de control lleva a cabo

- una primera modalidad de control de inhibición de congelación que inhibe la congelación de dicho elemento de intercambio de calor (11), si dicha temperatura del aire exterior disminuye por debajo de un primer nivel, en el que dicha unidad de control hace funcionar de manera intermitente dicho ventilador (12) de aire de suministro, y

- una segunda modalidad de control de inhibición de congelación que inhibe la congelación de dicho elemento de intercambio de calor (11) más intensamente que dicha primera modalidad de control de inhibición de congelación, si dicha temperatura del aire exterior disminuye por debajo de un segundo nivel que es inferior a dicho primer nivel, en el que dicha unidad de control hace funcionar de manera intermitente dicho ventilador (12) de aire de suministro con un porcentaje de tiempo de paro superior al del funcionamiento intermitente en dicha primera modalidad de control de inhibición de congelación, o en el que dicha unidad de control hace funcionar de manera intermitente dicho ventilador (12) de aire de suministro y dicho ventilador (13) de aire de salida.

Aparato intercambiador de calor SECTOR TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un aparato intercambiador de calor y, más particularmente, a un aparato intercambiador de calor para zonas de clima frío que lleva a cabo el intercambio de calor y ventilación, y que está dispuesto entre un espacio interior y un espacio exterior.

TÉCNICAS RELACIONADAS

Los métodos utilizados estos últimos años para la ventilación de interiores, en los que se lleva a cabo acondicionamiento de aire para calefacción y refrigeración, han incluido un método que está destinado a reducir los costes operativos de un acondicionador de aire para calefacción y refrigeración por intercambio de calor entre el aire alimentado (aire exterior) suministrado a un espacio interior y el aire acondicionado (aire de retorno, aire de salida) que procede del espacio interior.

Un aparato intercambiador de calor es un ejemplo de un aparato que lleva a cabo intercambio de calor y ventilación. Los aparatos intercambiadores de calor son instalados para la ventilación de edificios y diferentes instalaciones, e incluyen los que están conectados con un acondicionador de aire y los que funcionan independientemente. Tal como se ha mostrado en la figura 1, el aparato intercambiador de calor está instalado en lugares tales como encima del techo de un espacio interior SI que debe ser ventilado. El aparato intercambiador de calor 5, mostrado en la figura 1, efectúa el intercambio de calor entre el aire de retorno RA del espacio interior SI y el aire exterior OA mediante un elemento intercambiador de calor 11 situado en el cuerpo envolvente 10, descargando el aire de retorno RA al espacio exterior SO (aire de salida EA) , y a continuación suministra aire exterior OA después del intercambio de calor al espacio interior SI como aire de suministro SA. Por ejemplo, si el espacio interior SI es refrigerado en el verano a 26ºC por un acondicionador de aire 20, el aparato intercambiador de calor efectúa el cambio de calor entre el aire de retorno RA a 26ºC y el aire exterior OA a 32ºC a partir del elemento de intercambio de calor 11, hace funcionar el ventilador 12 de aire de suministro, inserta el aire de suministro SA a 27, 4ºC en el espacio interior SI, hace funcionar el ventilador 13 de extracción, y descarga el aire de salida a 30, 6ºC EA hacia la atmosfera (espacio exterior SO) . Por lo tanto, el ciclo de funcionamiento del acondicionador de aire 20 disminuye, y se puede reducir el consumo de energía.

No obstante, el aparato intercambiador de aire 5 no siempre intercambia calor; en vez de ello, en casos en los que el intercambio de calor no ahorraría energía, tales como al llevar a cabo la refrigeración cuando la temperatura del aire del espacio interior SI es superior a la temperatura del aire del espacio exterior SO (a continuación, designada, "temperatura del aire exterior") , el aparato intercambiador de aire 5 puede llevar a cabo una ventilación ordinaria, en la que se toma aire exterior sin intercambio de calor. Si bien se ha omitido en la figura 1, el aparato intercambiador de calor 5 está dotado de un paso en derivación que es utilizado cuando se lleva a cabo una ventilación ordinaria en vez de intercambio de calor y ventilación. Un amortiguador (no mostrado) efectúa el cambio entre el paso de derivación y el paso que atraviesa el elemento de intercambio de calor 11.

Además, el aparato intercambiador de calor 5 está dotado de dos sensores de temperatura 51, 52 para evaluar si se debe llevar a cabo un intercambio de calor y ventilación o bien una ventilación ordinaria. Tal como se ha mostrado en la figura 2, el sensor de temperatura 51 está dispuesto en un lugar donde puede detectar la temperatura del aire de retorno RA antes de pasar a través del aparato de intercambio de calor 11, es decir, la temperatura interior. Además, el sensor de temperatura 52 está dispuesto en un lugar en el que puede detectar la temperatura del aire exterior OA antes de pasar a través del elemento de intercambio de calor 11, es decir, la temperatura del aire exterior.

Como ejemplo de las especificaciones del aparato intercambiador de calor que se ha descrito anteriormente, la especificación de la temperatura del aire exterior es ajustada en un rango de -10º a -40ºC. Además, si este aparato intercambiador de calor es utilizado en un entorno en el que la temperatura del aire exterior disminuye por debajo de -10ºC, el agua condensada se puede congelar en el elemento de intercambio de calor. Además, se puede formar una condensación de rocío dentro de la unidad.

Para impedir la congelación del elemento de intercambio de calor de este modo, cuando la temperatura del aire exterior disminuye por debajo de de un nivel predeterminado (por ejemplo, -10ºC) , los aparatos intercambiadores de calor convencionales llevan a cabo una modalidad de control de funcionamiento intermitente al interrumpir intermitentemente el ventilador de suministro de aire y funcionar solamente con el aire de salida. Cuando funciona solamente con el aire de salida, solamente el aire de retorno descargado desde el espacio interior al espacio exterior fluye hacia elemento de intercambio de calor, y el aire exterior frío, a una temperatura por debajo de -10ºC, no pasaría durante la mayor parte del tiempo a través del elemento intercambiador de calor. Dado que la temperatura interior se mantiene a una temperatura relativamente alta cuando la temperatura del aire exterior disminuye de -10ºC, el calor del aire de retorno se almacenaría en el elemento de intercambio de calor cuando funciona solamente con el aire de salida, aliviando, por lo tanto, la situación en la que el elemento de intercambio de calor estaba a punto de congelarse debido al aire exterior.

Otra realización, según el estado de la técnica, es conocida del documento EP 0 414 231 A2, que comprende las características de la parte introductoria del aparato intercambiador de calor, según la reivindicación 1.

No obstante, en zonas con clima frío, en las que el frío es severo, también se puede prever que, después de disminuir por debajo de -10ºC, la temperatura del aire exterior podría disminuir adicionalmente de -15º a -20ºC. En estas condiciones, puede no ser posible impedir por completo la congelación del elemento de intercambio de calor solamente realizando una modalidad de control de funcionamiento intermitente fija cuando la temperatura disminuye por debajo de un nivel predeterminado, tal como se lleva a cabo convencionalmente.

CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención consiste en dar a conocer un aparato intercambiador de calor que puede impedir apropiadamente la congelación del elemento de intercambio de calor, incluso en zonas con clima frío.

Un aparato intercambiador de calor, según la reivindicación 1, está dispuesto entre un espacio interior y un espacio exterior, y puede llevar a cabo el intercambio de calor y ventilación. El aparato intercambiador de calor está dotado de un elemento intercambiador de calor, un paso de suministro de aire que es enviado a través del elemento de cambio de calor; un paso de aire de salida que es enviado a través del elemento de cambio de calor; un sensor de temperatura, y una unidad de control. El sensor de temperatura detecta la temperatura del aire exterior, que es la temperatura del aire en el espacio exterior. La unidad de control lleva a cabo un primer control de inhibición de congelación y una segunda modalidad de control de inhibición de congelación. La primera modalidad de control de inhibición de congelación impide la congelación del elemento de intercambio de calor, si la temperatura del aire exterior disminuye por debajo de un primer nivel. La segunda modalidad de control de inhibición de congelación impide la congelación del elemento de intercambio de calor si la temperatura del aire exterior disminuye por debajo de un segundo nivel (que es inferior al primer nivel) . La segunda modalidad de control de inhibición de congelación impide la congelación del elemento intercambiador de calor de manera más potente que la primera modalidad de control de inhibición de congelación.

En esta realización, el aire se puede suministrar desde el espacio exterior al espacio interior a través del paso de suministro de aire, y el aire puede ser descargado desde el espacio interior al espacio exterior a través del paso de salida de aire. Además, dado que el paso de suministro de aire y el paso de salida de aire son enviados ambos a través del elemento intercambiador de calor, se efectúa el cambio de calor... [Seguir leyendo]

1. Aparato intercambiador de calor (5) dispuesto entre un espacio interior (SI) y un espacio exterior (SO) , y que puede llevar a cabo intercambio de calor y ventilación, comprendiendo:

- un elemento de intercambio de calor (11) ;

- un paso de aire de suministro que es enviado a través de dicho elemento de intercambio de calor (11) ;

- un ventilador (12) de aire de suministro incorporado en dicho paso de aire de suministro;

- un paso de aire de salida que es enviado a través de dicho elemento de intercambio de calor (11) ;

- un ventilador (13) de aire de salida incorporado en dicho paso de aire de salida;

- un sensor de temperatura (51) que detecta la temperatura del aire exterior que es la temperatura del aire de dicho paso exterior (SO) ;

- una unidad de control que ejecuta una modalidad de control de ventilación normal que intercambia calor entre el aire del espacio interior y el aire exterior por medio de dicho elemento de intercambio (11) ;

caracterizado porque la unidad de control lleva a cabo

- una primera modalidad de control de inhibición de congelación que inhibe la congelación de dicho elemento de intercambio de calor (11) , si dicha temperatura del aire exterior disminuye por debajo de un primer nivel, en el que dicha unidad de control hace funcionar de manera intermitente dicho ventilador (12) de aire de suministro, y

- una segunda modalidad de control de inhibición de congelación que inhibe la congelación de dicho elemento de intercambio de calor (11) más intensamente que dicha primera modalidad de control de inhibición de congelación, si dicha temperatura del aire exterior disminuye por debajo de un segundo nivel que es inferior a dicho primer nivel, en el que dicha unidad de control hace funcionar de manera intermitente dicho ventilador (12) de aire de suministro con un porcentaje de tiempo de paro superior al del funcionamiento intermitente en dicha primera modalidad de control de inhibición de congelación, o en el que dicha unidad de control hace funcionar de manera intermitente dicho ventilador (12) de aire de suministro y dicho ventilador (13) de aire de salida.

2. Aparato intercambiador de calor (5) , según la reivindicación 1, en el que dicha unidad de control lleva a cabo funcionamiento intermitente de dicho ventilador (13) de aire de salida en dicha segunda modalidad de control de inhibición de congelación.

3. Aparato intercambiador de calor (5) , según la reivindicación 1 ó 2, que comprende:

- un cuerpo envolvente (10) que recibe dicho elemento de intercambio de calor (11) y que tiene una primera entrada (10a) y una segunda salida (10d) en el lado del espacio exterior (SO) y una segunda entrada (10b) y una primera salida (10c) en el lado del espacio interior (SI) ;

en el que

- dicho paso de aire de suministro se extiende en dicho cuerpo envolvente (10) desde dicha primera entrada (10a) a dicha segunda entrada (10b) con intermedio de dicho elemento de intercambio de calor (11) ;

- dicho paso de aire de salida se extiende en dicho cuerpo envolvente (10) desde dicha primera salida (10c) a dicha segunda salida (10d) con intermedio de dicho elemento de intercambio de calor (11) ; y

- dicho sensor de temperatura (51) está dispuesto entre dicha primera entrada (10a) de dicho paso de aire de suministro y dicho elemento de intercambio de calor (11) .

4. Aparato intercambiador de calor (6) dispuesto entre el espacio interior (SI) y el espacio exterior (SO) , y que puede llevar a cabo intercambio de calor y ventilación, comprendiendo:

- un elemento de intercambio de calor (11) ;

- un paso para el aire de suministro para suministrar aire y que es enviado a través de dicho elemento de intercambio de calor (11) ;

- un ventilador (12) de aire de suministro incorporado en dicho paso de aire de suministro;

- un paso de aire de salida para la salida de aire y que es enviado a través de dicho elemento de intercambio de 5 calor (11) ;

- un ventilador (13) de aire de salida incorporado en dicho paso de aire de salida;

- una unidad de control que lleva a cabo una modalidad de control de ventilación normal que intercambia calor entre el aire del espacio interior y el aire del exterior por medio de dicho elemento de intercambio de calor (11) ;

caracterizado por -un sensor de temperatura (53) para detectar la temperatura de una parte (11a) de dicho elemento de intercambio de calor (11) en el lado descendente del flujo de aire de salida;

en el que la unidad de control lleva a cabo

- una primera modalidad de control de inhibición de congelación que inhibe la congelación de dicho elemento de intercambio de calor (11) , si la temperatura detectada por dicho sensor de temperatura (53) disminuye por debajo de

un primer nivel, en el que dicha unidad de control hace funcionar de manera intermitente dicho ventilador (12) de aire de suministro, y

- una segunda modalidad de control de inhibición de congelación que inhibe la congelación de dicho elemento de intercambio de calor (11) más intensamente que dicha primera modalidad de control de inhibición de congelación, si la temperatura detectada por dicho sensor de temperatura (53) disminuye por debajo de un segundo nivel que es

inferior a dicho primer nivel, en el que dicha unidad de control hace funcionar de manera intermitente dicho ventilador (12) de aire de suministro y dicho ventilador (13) de aire de salida.

5. Aparato intercambiador de calor (6) , según la reivindicación 4, en el que dicho sensor de temperatura (53) detecta la temperatura del aire de salida en dicho paso de aire de salida en el lado del flujo descendente del aire de salida de dicho elemento intercambiador de calor (11) .