Aparato y sistema para controlar la temperatura en una serie de zonas de un edificio.

Aparato para el control de la temperatura en una serie de zonas (2) de un edificio,

comprendiendo el aparato (5, 60) medios de intercambio calorífico (20), una serie de rutas de intercambio calorífico (26) aisladas entre sí que se extienden a través de los medios de intercambio calorífico (20) y que terminan en aberturas respectivas de salida (15) para permitir flujos de aire a través de las mismas para suministro a las zonas respectivas (2), una serie de rutas de derivación (28) aisladas entre sí que corresponden a las respectivas rutas respectivas (26) de intercambio calorífico y que terminan en las respectivas aberturas de salida (15) para permitir el flujo de aire en derivación a las correspondientes rutas de intercambio calorífico (26) hacia las respectivas aberturas de salida (15), una serie de aberturas de entrada (14) para permitir el paso de aire de retorno que vuelve de las respectivas zonas (2), una serie de medios (37) de detección de temperatura de aire para detectar la temperatura del aire de retorno desde las respectivas zonas (2), una serie de medios primarios de válvula (29) que corresponden a las respectivas rutas de intercambio calorífico (26), pudiendo funcionar selectivamente cada válvula primaria (29) como respuesta a la temperatura del aire de retorno desde la correspondiente zona (2) en uno de un primer estado para dirigir el flujo de aire a través de la ruta correspondiente (26) de intercambio calorífico y un segundo estado para dirigir el flujo de aire a través de la ruta (28) de derivación correspondiente y un medio (12) de circulación de aire para la circulación de aire a través del aparato (5, 60), desde las aberturas de entrada (14) a las aberturas de salida del mismo (15).

Aparato y sistema para controlar la temperatura en una serie de zonas de un edificio La presente invención se refiere a un aparato para controlar la temperatura de una serie de zonas de un edificio, por ejemplo, habitaciones o zonas de un hogar doméstico, y la invención se refiere también a un sistema y método para controlar la temperatura en una serie de zonas de un edificio, por ejemplo, una zona de un edificio puede incluir una o varias habitaciones.

Se conocen varios sistemas de calefacción para la calefacción de zonas de un edificio, por ejemplo, habitaciones de un hogar doméstico. Un sistema, al que se hace referencia habitualmente como sistema de calefacción central, comprende una instalación de radiadores llenos de agua en las respectivas habitaciones del edificio y bombear agua caliente a través de los radiadores desde un calentador. Otro sistema requiere conductos de aire caliente con intermedio de un sistema de conductos desde una fuente de calor o de una unidad de condicionamiento de aire hacia las respectivas habitaciones. No obstante, ambos sistemas, es decir, el sistema de calefacción central y el sistema de conductos de aire tienden a ser relativamente caros y difíciles de instalar. El sistema de calefacción central requiere la colocación de tuberías de ida y retorno desde un calentador a los respectivos radiadores de las correspondientes habitaciones. La disposición de tuberías de ida y retorno desde un calentador y los respectivos radiadores requiere relativamente bastante tiempo y es costosa. De manera adicional, el coste de los radiadores es también relativamente elevado. Otro problema con los sistemas de calefacción central es que son relativamente caros de montar en edificios ya existentes. A este respecto, un problema importante asociado con dichos sistemas de calefacción central es que, en general, no existen sistemas efectivos de control de la capacidad y de la temperatura que son adecuados para el funcionamiento de dichos sistemas de calefacción central con capacidad y temperatura adecuadamente controlados.

Los sistemas convencionales de conductos de aire, en general, no son adecuados para hogares domésticos debido a las dimensiones relativamente grandes de los conductos de aire necesarios para transportar volúmenes de aire suficiente a las respectivas habitaciones. Además, una vez instalados, tienden a tener un aspecto poco agradable y también son costosos de instalar y de funcionamiento. Otro problema asociado con estos sistemas convencionales de conductos de aire es que tienden a transmitir ruidos a las habitaciones o zonas del edificio en el que se controla la temperatura. La transmisión de polvo constituye también un problema con estos sistemas convencionales de conductos de aire. De manera adicional, en general, los sistemas de conductos de aire convencionales impiden cualquier forma de control efectivo de capacidad y de temperatura.

La memoria de patente U.S. Nº 4.732.318 de Osheroff da a conocer un aparato para calefacción o refrigeración de zonas de un edificio. Este aparato comprende un sistema único dotado de unidades de calentamiento o de refrigeración. Un ventilador obliga al aire a través de unidades de calentamiento o de refrigeración hacia un conducto principal. El aire caliente o frío procedente de las unidades de calentamiento o de refrigeración es forzado por el ventilador para que pase por el conducto principal hacia conductos ramificados para su suministro a las zonas correspondientes. Unos registros de los conductos ramificados responden a sensores de temperatura en las correspondientes zonas para encontrar el suministro de aire desde los conductos ramificados a las respectivas zonas para controlar a su vez la temperatura en dichas zonas correspondientes. Un conducto de derivación forma un bucle de realimentación desde las unidades de calentamiento o de refrigeración hacia el ventilador para devolver aire desde las unidades de calentamiento o refrigeración hacia el ventilador. Un registro en el conducto de derivación controla el volumen de aire devuelto a través del conducto de derivación para controlar a su vez la velocidad del aire suministrado a través de los conductos ramificados.

Existe, por lo tanto, la necesidad de un sistema para controlar la temperatura de una serie de zonas en un edificio que solucione, por lo menos, algunos de los problemas de los sistemas conocidos de calefacción central y de conductos de aire y existe también la necesidad de disponer de un aparato y método para controlar la temperatura de una serie de zonas de un edificio, que solucione de manera similar, como mínimo, algunos de los problemas de los métodos conocidos.

La presente invención está dirigida a conseguir dicho aparato, sistema y método.

De acuerdo con la invención, se da a conocer un aparato para controlar la temperatura de una serie de zonas de un edificio, comprendiendo el aparato medios de intercambio calorífico, una serie de rutas de intercambio calorífico aisladas entre sí, que se extienden a través de los medios de intercambio calorífico y que terminan en respectivas aberturas de salida para permitir el flujo de aire a través de las mismas para su suministro a las zonas respectivas, una serie de rutas de derivación aisladas entre sí correspondientes a las rutas de intercambio calorífico correspondientes y que terminan en las aberturas de salida respectivas para permitir que el flujo de aire se encuentre en derivación con las correspondientes rutas de intercambio calorífico a las respectivas salidas, una serie de aberturas de entrada para permitir el retorno por las mismas de aire procedente de las zonas respectivas, una serie de dispositivos sensores de la temperatura de aire de retorno para detectar la temperatura del aire de retorno desde las respectivas zonas, una serie de válvulas primarias que corresponden a las respectivas rutas de intercambio calorífico, pudiendo funcionar cada una de las válvulas primarias de manera selectiva como respuesta a la temperatura del aire de retorno desde la zona correspondiente de las zonas respectivas en un primer estado para dirigir el flujo de aire a través de la correspondiente ruta de intercambio calorífico y un segundo estado para dirigir el flujo de aire a través de la correspondiente ruta de derivación, y un dispositivo de circulación de aire para la circulación de aire a través del aparato desde las aberturas de entrada a las aberturas de salida del mismo.

Preferentemente, las aberturas de entrada están situadas más arriba en el sentido de la corriente de los dispositivos de circulación de aire. De manera ventajosa, las aberturas de salida están situadas más abajo del dispositivo de circulación de aire. De manera ideal, el dispositivo de intercambio calorífico está situado entre el dispositivo de circulación de aire y las aberturas de salida.

Preferentemente, el dispositivo de circulación de aire está adaptado para la circulación del aire a través del aparato, de manera que el flujo de aire que sale por las aberturas de salida es adecuado para pasar a través de conductos de pequeño diámetro correspondientes a una velocidad relativamente alta. Preferentemente, el dispositivo de circulación de aire está adaptado para la circulación del aire a través del aparato, de manera que el flujo de aire que pasa por las aberturas de salida es adecuado para su suministro a través de conductos correspondientes de pequeño diámetro, con un diámetro en sección transversal no inferior a 50 mm. De manera ventajosa, el dispositivo de circulación de aire está adaptado para la circulación del aire a través del aparto, de manera que el flujo de aire que pasa por las aberturas de salida es adecuado para suministro a través de conductos de pequeño diámetro correspondientes, con un diámetro en sección transversal dentro de un rango de 50 mm a 100 mm. De manera ideal, el dispositivo de circulación de aire está adaptado para la circulación del aire a través del aparato, de manera que el flujo de aire que pasa por las aberturas de salida es adecuado para suministro a través de conductos correspondientes de pequeño diámetro, con un diámetro en sección transversal de aproximadamente 50 mm.

Preferentemente, el dispositivo de circulación de aire está adaptado para la circulación del aire a través del aparato, de manera que el flujo de aire que sale por las aberturas de salida es adecuado para el suministro a través de conductos de flujo adecuados a una velocidad dentro de un rango de 5 M por segundo a 10 M por segundo. De manera ventajosa, el dispositivo de circulación de aire está adaptado para la circulación del aire a través del aparato, de manera que el... [Seguir leyendo]

1. Aparato para el control de la temperatura en una serie de zonas (2) de un edificio, comprendiendo el aparato (5, 60) medios de intercambio calorífico (20) , una serie de rutas de intercambio calorífico (26) aisladas entre sí que se extienden a través de los medios de intercambio calorífico (20) y que terminan en aberturas respectivas de salida (15) para permitir flujos de aire a través de las mismas para suministro a las zonas respectivas (2) , una serie de rutas de derivación (28) aisladas entre sí que corresponden a las respectivas rutas respectivas (26) de intercambio calorífico y que terminan en las respectivas aberturas de salida (15) para permitir el flujo de aire en derivación a las correspondientes rutas de intercambio calorífico (26) hacia las respectivas aberturas de salida (15) , una serie de aberturas de entrada (14) para permitir el paso de aire de retorno que vuelve de las respectivas zonas (2) , una serie de medios (37) de detección de temperatura de aire para detectar la temperatura del aire de retorno desde las respectivas zonas (2) , una serie de medios primarios de válvula (29) que corresponden a las respectivas rutas de intercambio calorífico (26) , pudiendo funcionar selectivamente cada válvula primaria (29) como respuesta a la temperatura del aire de retorno desde la correspondiente zona (2) en uno de un primer estado para dirigir el flujo de aire a través de la ruta correspondiente (26) de intercambio calorífico y un segundo estado para dirigir el flujo de aire a través de la ruta (28) de derivación correspondiente y un medio (12) de circulación de aire para la circulación de aire a través del aparato (5, 60) , desde las aberturas de entrada (14) a las aberturas de salida del mismo (15) .

2. Aparato, según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios (20) de intercambio calorífico están situados entre los medios de circulación de aire (12) y las aberturas de salida (15) .

3. Aparato, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los medios de circulación de aire (12) están adaptados para hacer circular el aire a través del aparato (5, 60) de manera que el flujo de aire que pasa a través de las aberturas de salida (15) es adecuado para suministro a través de conductos de pequeño diámetro (7) con un diámetro en sección transversal dentro de un rango de 50 mm a 100 mm.

4. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios (12) de circulación de aire están adaptados para la circulación de aire a través del aparato (5, 60) de manera que el flujo de aire que sale por las respectivas aberturas de salida (15) sale con un caudal en un rango de 0, 7M3 por minuto a 1, 0M3 por minuto.

5. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una abertura (24) de entrada de aire fresco está dispuesto para permitir el paso de aire fresco hacia dentro del aparato (5, 60) para su mezcla con el aire de retorno, estando situada la abertura (24) de entrada de aire fresco más arriba del dispositivo de circulación de aire (12) y una válvula de control (38) de aire fresco está dispuesta para controlar selectivamente el suministro de aire fresco a través de la abertura (24) de entrada de aire fresco como respuesta a los medios (27) detectores de la temperatura.

6. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una serie de válvulas secundarias (34) está dispuesta de manera correspondiente a las respectivas aberturas de entrada (14) , pudiendo funcionar selectivamente cada una de las válvulas secundarias (34) en un estado de comunicación para comunicar el dispositivo de circulación de aire (12) con la abertura de entrada correspondiente (14) y un estado de aislamiento para aislar el dispositivo de circulación de aire (12) con respecto a la abertura de entrada correspondiente (14) .

7. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de intercambio calorífico (20) está adaptado para acoplamiento a una fuente de energía (40, 70, 75, 80, 85, 90) estando adaptado el dispositivo de intercambio calorífico (20) para recibir energía de la fuente de energía (40, 70, 75, 80, 85, 90) mediante un medio de intercambio calorífico.

8. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un dispositivo de control (50) está dispuesto para controlar el funcionamiento del dispositivo de válvula primaria (29) como respuesta a la temperatura del aire de retorno de las respectivas zonas (2) , y un dispositivo de entrada (52) está dispuesto en el medio de control (50) para facilitar la entrada de respectivos puntos de ajuste de temperatura indicativos de las temperaturas a las que se tiene que mantener el aire en las zonas respectivas (2) , comprendiendo los medios de control (50) un dispositivo de comparación para comparar la temperatura del aire de retorno de las respectivas zonas

(2) con los puntos de ajuste de temperatura correspondientes de las mismas, y siendo responsables los medios de control (50) de la temperatura del aire de retorno desde cada zona (2) que difiere en una primera magnitud predefinida superior a la temperatura del punto de ajuste de la correspondiente zona (2) y en una segunda magnitud predefinida menor que el valor de ajuste de temperatura de la correspondiente zona (2) para el funcionamiento del dispositivo de válvula primaria (29) correspondiente a la zona (2) para dirigir el flujo de aire a través de una ruta apropiada entre la ruta de intercambio calorífico (26) y la ruta de derivación (28) correspondientes a la zona (2) .

9. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato (5, 60) comprende un cuerpo envolvente (9) que define una zona interior hueca (10) , formando la zona interior hueca (10) del cuerpo (9) una cámara de impulsión (11) para alojamiento de los medios (12) de circulación de aire y una cámara de entrada común (22) que comunica con la cámara del impulsor (11) y con las aberturas de entrada (14) dentro de las que se mezcla aire de las respectivas zonas (2) , y un cámara de intercambio calorífico (19) para recibir el dispositivo (20) de intercambio calorífico más abajo, en el sentido de la corriente, de la cámara (11) del impulsor y comunicando con la misma, comunicando la cámara (19) de intercambio calorífico con las aberturas de salida (15) .

10. Sistema para el control de la temperatura en una serie de zonas respectivas (2) de un edificio, cuyo sistema (1) comprende el aparato (5, 60) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para controlar la temperatura en la serie de zonas respectivas (2) , y una serie de conductos de flujo (7) que se extienden desde las respectivas aberturas de salida (15) a las respectivas zonas (2) para suministro de flujo de aire a las respectivas zonas (2) , y una serie de conductos de retorno (8) que se extienden desde las respectivas aberturas de entrada (14) a las respectivas zonas (2) para recibir aire de retorno desde las zonas (2) a las respectivas aberturas de entrada (14) .

11. Sistema, según la reivindicación 10, caracterizado porque cada uno de los conductos de flujo (7) termina en su extremo inferior en una tobera de venturi (44) , definiendo cada tobera de venturi (44) un orificio de salida para permitir el flujo de aire por el mismo, siendo el área en sección transversal del orificio como mínimo de 1900 mm2.

12. Sistema, según la reivindicación 11, caracterizado porque cada tobera de venturi (44) está adaptada para la localización en el techo de una zona correspondiente (2) separada de una pared adyacente de la zona (2) en una distancia comprendida en un rango de 100 mm a 250 mm para dirigir el flujo de aire hacia abajo hacia dentro de la zona (2) .

13. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque cada uno de los conductos de flujo (7) tiene un diámetro en un rango de 50 mm a 100 mm, y cada uno de los conductos de retorno (8) tiene un diámetro en un rango de 50 mm a 100 mm.

14. Sistema, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque el dispositivo (12) de circulación de aire está adaptado para la circulación del flujo de aire a través de los respectivos conductos de flujo (7) a una velocidad comprendida en un rango entre 5M por segundo y 10M por segundo.

15. Método para el control de la temperatura en una serie de zonas respectivas (2) de un edificio, comprendiendo dicho método la disposición de aparatos (50, 60) para controlar la temperatura en las respectivas zonas (2) , dotando el aparato (1, 60) de medios de intercambio calorífico (20) , que proporcionan una serie de rutas (26) de intercambio calorífico aisladas entre sí que se extienden a través de los medios (20) de intercambio calorífico y que terminan en respectivas aberturas de salida (15) en el aparato (5, 60) para permitir el flujo de aire a través de las mismas para su suministro a las respectivas zonas (2) , proporcionando una serie de rutas (28) de derivación aisladas que corresponden a las respectivas rutas de intercambio calorífico (26) que terminan en las respectivas aberturas de salida (15) para permitir el paso en derivación del flujo de aire en relación con las respectivas rutas de intercambio calorífico (26) hacia las respectivas aberturas de salida (15) , proporcionando una serie de aberturas de entrada (14) en el aparato (5, 60) para recibir aire de retorno de las respectivas zonas (2) hacia el aparato (5, 60) , proporcionando una serie de dispositivos (37) de detección de la temperatura del aire de retorno para detectar la temperatura del aire de retorno desde las respectivas zonas (2) , proporcionando una serie de válvulas primarias (29) que corresponden a las rutas de intercambio calorífico respectivas (26) , pudiendo ser accionadas selectivamente cada válvula primaria

(29) como respuesta a la temperatura del aire de retorno desde la zona correspondiente de las respectivas zonas (2) en un primer estado para dirigir el flujo de aire a través de la ruta correspondiente de intercambio calorífico (26) y en un segundo estado para dirigir el flujo de aire a través de la ruta correspondiente de derivación (28) , y proporcionando medios (12) para la circulación de aire, para que circule el aire a través del aparato (5, 60) desde las aberturas de entrada (14) a las aberturas de salida del mismo (15) , proporcionando una serie de conductos de flujo

(7) que se extienden entre las respectivas aberturas de salida (15) y las correspondientes zonas (2) , y proporcionando una serie de conductos de retorno (8) que se extienden entre las respectivas aberturas de entrada

(14) y las respectivas zonas correspondientes (2) , comprendiendo además el método el accionamiento del dispositivo de circulación de aire (12) para hacer circular aire a través del aparato (5, 60) hacia y desde las respectivas zonas (2) y haciendo funcionar cada una de las válvulas primarias (29) como respuesta a la temperatura del aire de retorno desde la zona correspondiente (2) para dirigir el flujo de aire a través de una de las rutas de intercambio calorífico (26) y la ruta de derivación (28) correspondiente a la zona (2) para mantener la temperatura en las respectivas zonas (2) a las temperaturas respectivas deseadas.