Un sistema de intercambio de calor (1, 1-1) para transferir energía térmica entre un fluido caliente (101) y un fluido frío (102),

que se caracteriza porque en el mismo el sistema de intercambio de calor (100) comprende lo siguiente:

- un primer sector (1, 1-1) a través del cual el fluido caliente (101) fluye y un segundo sector (2, 2-1) a través del cual el fluido frío fluye;

- una primera división (3) que separa el primer sector (1) y el segundo sector (2) en el espacio, en donde en, al menos, una primera sección (3-1) de la primera división (3) en el primer sector (1. 1-1), prevalece una primera presión (P1-1) y, en el segundo sector (2, 2-1), prevalece una segunda presión (P2-1) que es inferior, comparada con la primera presión (P1-1);

- un intercambiador de calor, en la forma de un generador para transferir energía térmica, desde el flujo de fluido caliente al flujo de fluido frío; y

- al menos un instrumento para minimizar cualquier cantidad no intencionada de paso de fluido desde el primer sector (1, 1-1) al segundo sector (2, 2-1), a través de la primera sección (3-1) de la primera división (3), en donde el instrumento tiene una cámara intermedia (4) en la primera división (3), que parte los dos sectores (1, 1-1, 2, 2-1), y

- en donde, el instrumento tiene un sistema de transporte adicional (5), el cual se encuentra configurado para transportar el fluido desde la primera cámara intermedia (4) al primer sector (1), 1-1), para generar una presión inferior en la cámara intermedia (4), con respecto a la presión (P1-1) que prevalece en el primer sector (1, 1-1), en donde la presión (P4-1) generada en la cámara intermedia, es igual a o mayor que la segunda presión (P2-1) que prevalece en el segundo sector (2, 2-1).

Dispositivo para minimizar el indeseado desbordamiento de fluido de un primer sector a otro sector y sistema de intercambio de calor con tal dispositivo La presente invención se refiere a un sistema de intercambio de calor que tiene un dispositivo para minimizar el indeseado paso de fluido de un primer sector a un segundo sector, separados por un separador que no es impermeable, en donde una primera presión predomina en el primer sector, y una segunda presión que es inferior a la primera presión, predomina en el segundo sector, en el cual el dispositivo es utilizado para minimizar un paso indeseado de fluido del sector del sistema de intercambio de calor, a través del cual el fluido caliente fluye, al sector del sistema de intercambio de calor, a través del cual el fluido frío fluye.

En la presente invención, se parte de una habitación cerrada cuyo armazón del espacio no esta completamente impermeable frente a gas o fluido, de forma que, en principio, ocurren goteos de líquido no deseados. Tales goteos se prevén, en particular, en los lugares del armazón del espacio en los cuales los componentes penetran en el espacio acotado.

El aislamiento frente al aire de un edificio, y, en particular, el aislamiento frente al aire de una habitación cerrada mediante un armazón, es un criterio importante, con respecto al aislamiento térmico al que concierne el problema de cómo puedan ser reducidas las perdidas de calefacción por ventilación. El aislamiento frene al aire, de una habitación cerrada, se determina por medio de un test de presión diferencial (test de puerta sopladora) . En el test, una presión constante positiva y negativa de 50 Pa, por ejemplo, se genera y mantiene mediante un ventilador colocado en el armazón espacial (usualmente una puerta o una ventana) dentro de la habitación cerrada. El ventilador debe empujar la cantidad de aire, escapándose a través de goteos o pérdidas del armazón espacial hacia la habitación cerrada, en donde es medida. El denominado valor n50 indica el número de veces que el volumen interior de la habitación cerrada es intercambiado por hora.

Las perdidas en el armazón espacial dan lugar a un indeseado e incontrolado intercambio entre la atmósfera de la habitación y la atmósfera externa. Como resultado del intercambio de aire, que, de esta forma, ocurre, el aire exterior se introduce constantemente dentro de la atmósfera de la habitación, y el aire interior es descargado como aire agotado.

Cuanto mayor es la diferencia entre la presión que prevalece dentro de la habitación cerrada y la que está fuera de la habitación, es mayor el (indeseado) intercambio de aire que da como resultado perdidas en el armazón del espacio exterior. Este es el caso, por ejemplo, de una habitación limpia, en la cual se previene la entrada de polvo y suciedad, mediante la prevalencia en la misma, de forma continuada, de una presión positiva, en relación a la atmósfera externa; tal dispositivo es conocido desde WO 96/06314. Por tanto, es posible mantener por debajo de ciertos valores la contaminación de partículas. Se necesitan fluidos limpios o ultra-limpios para procesos de fabricación especializados, principalmente en la manufacturación de semiconductores, de forma que no se intervenga en la estructura de los circuitos integrados, en la gama de fracciones de una micra. Como resultado de pérdidas que sean debidas a la ausencia de estancaneidad frente al aire del armazón espacial en una habitación, en la que la presión relativa positiva, en relación a la atmósfera externa, haya sido establecida, en último extremo, el medio de la atmósfera de la habitación, se escapa a través de la perdidas del armazón del espacio, reduciendo así la presión positiva.

Sin embargo, el paso de fluido desde la atmósfera de la habitación a la atmósfera externa debido a las perdidas en el armazón del espacio, también juega su papel en las habitaciones que tengan una atmósfera interior con un reducido contenido de oxigeno comparado con el “estándar”, por ejemplo como resultado de añadir un gas inerte. Tal nivel inerte, en el cual la atmósfera interior tiene un contenido reducido de oxigeno en comparación con el aire “estándar”, se establece, a menudo, como medida de protección frente a incendios. Debido a la reducción en el contenido de oxigeno de la habitación cerrada, se minimiza el riesgo de que se produzca un incendio. Dado que un paso indeseado de fluido desde la habitación inertizada a la atmósfera externa, puede ocurrir, por medio de perdidas en el armazón de su espacio, el aislamiento frente al aire del armazón espacial es un criterio importante para protección preventiva frente a incendios, la cual incluye el problema de cuánto gas inerte por unidad de tiempo debe ser suministrado a la habitación cerrada, para que pueda mantener de forma continuada el nivel deseado de inertización, necesario para la protección efectiva frente a incendios. El problema es que una habitación inertizada, esta siendo continuamente suministrada con aire fresco, y, por tanto, con oxigeno, debido al fluido de perdidas resultante de las perdidas en el armazón del espacio, de forma que, en el supuesto de que el gas inerte no sea repuesto, el contenido de oxigeno en la atmósfera de la habitación se incrementa y no se proporciona nunca mas la protección frente a incendios deseada.

Este efecto es particularmente pronunciado cuando prevalece en la habitación cerrada una presión más alta en comparación con la atmósfera externa.

Con base en el problema descrito, el objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo por medio del cual un paso indeseado de fluido, desde un primer sector a un segundo sector, pueda ser minimizado, de forma simple y al mismo tiempo efectiva, incluso cuando estos dos sectores se encuentren separados mediante una división que no sea impermeable frente a gases o fluidos y una primera presión prevalezca en el primer sector y una segunda presión, que sea inferior a la primera presión, prevalezca en el segundo sector.

Para conseguir este objeto, con arreglo a la invención, se propone un dispositivo en cual, en la división que separe el primer sector del segundo sector, dispone de una cámara intermedia, que se superpone a la división y un mecanismo transmisor, estando diseñado dicho mecanismo de transmisión para generar, en la cámara intermedia, una presión negativa relativa, respecto a la primera presión que prevalece en el primer sector, siendo la presión generada en la cámara intermedia, igual a o mayor que la segunda presión que prevalece en el segundo sector, y siendo el mecanismo transmisor diseñado de forma que transmita fluido desde la cámara intermedia hacia el primer sector.

La invención se basa en el conocimiento de que el flujo de perdida, desde el primer sector hacia el segundo sector a través de la división o separador, esta en función, en particular, de la diferencia de presión entre el primer sector y el segundo sector. Mediante la colocación de una cámara intermedia que solape completamente el separador, y en la cual, con la ayuda del mecanismo transmisor, se establezca una presión negativa relativa a la primera presión que prevalezca en el primer sector, que sea mayor que, o preferiblemente igual a, la segunda presión que prevalece en el segundo sector, es posible que se reduzca la diferencia de presión, entre la presión que es establecida en la cámara intermedia y la presión que prevalece en el segundo sector, en comparación con la diferencia de presión entre la primera presión que prevalece en el primer sector y la segunda presión que prevalece en el segundo sector, y, en el caso ideal, incluso cancelarla. El flujo de perdida a través del separador o la división es, por tanto, reducido, o, en el caso ideal, incluso eliminado.

Con arreglo a la invención, la presión que se establece en la cámara intermedia, que es una presión relativa negativa respecto a la primera presión que prevalece en le primer sector, es generada mediante la transmisión de fluido desde la cámara intermedia, hacia el primer sector, con la ayuda del mecanismo transmisor. El mecanismo transmisor puede ser un ventilador o una bomba, por ejemplo. Comparado con un sistema en el que no se proporcione una cámara intermedia, en la aproximación con arreglo a la invención, una cantidad reducida de fluido por unidad de tiempo fluye hacia el segundo sector. En el caso ideal, en concreto, cuando la presión que es establecida en la cámara intermedia, es idéntica a la segunda presión que prevalece en el segundo sector, puede ser completamente evitado el paso de fluido desde la cámara intermedia... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de intercambio de calor (1, 1-1) para transferir energía térmica entre un fluido caliente (101) y un fluido frío (102) , que se caracteriza porque en el mismo el sistema de intercambio de calor (100) comprende lo siguiente:

- un primer sector (1, 1-1) a través del cual el fluido caliente (101) fluye y un segundo sector (2, 2-1) a través del cual el fluido frío fluye;

- una primera división (3) que separa el primer sector (1) y el segundo sector (2) en el espacio, en donde en, al menos, una primera sección (3-1) de la primera división (3) en el primer sector (1. 1-1) , prevalece una primera presión (P1-1) y, en el segundo sector (2, 2-1) , prevalece una segunda presión (P2-1) que es inferior, comparada con la primera presión (P1-1) ;

- un intercambiador de calor, en la forma de un generador para transferir energía térmica, desde el flujo de fluido caliente al flujo de fluido frío; y

- al menos un instrumento para minimizar cualquier cantidad no intencionada de paso de fluido desde el primer sector (1, 1-1) al segundo sector (2, 2-1) , a través de la primera sección (3-1) de la primera división (3) , en donde el instrumento tiene una cámara intermedia (4) en la primera división (3) , que parte los dos sectores (1, 1-1, 2, 2-1) , y, en donde, el instrumento tiene un sistema de transporte adicional (5) , el cual se encuentra configurado para transportar el fluido desde la primera cámara intermedia (4) al primer sector (1) , 1-1) , para generar una presión inferior en la cámara intermedia (4) , con respecto a la presión (P1-1) que prevalece en el primer sector (1, 1-1) , en donde la presión (P4-1) generada en la cámara intermedia, es igual a o mayor que la segunda presión (P2-1) que prevalece en el segundo sector (2, 2-1) .

2. Un sistema de transferencia de calor (100) como es citado en la reivindicación 1, caracterizado porque en el mismo las paredes laterales de la cámara intermedia (4) están formadas para una, por la primera división (3) y para la otra, por la división adicional (6) , a una distancia de la primera división (3) en la dirección de el primer sector (1, 11) ;

en donde en una primera sección (3-1) de la primera división (3) en el primer sector (1, 1-1) , prevalece una primera presión (P1-1) y, en el segundo sector (2, 2-1) , prevalece una segunda presión, que es inferior, comparada con la primera presión (P1-1) , y, en donde, en una segunda sección (3-2) de la primera división (3) , prevalece una tercera presión (P1-2) en el primer sector (1, 1-2) y, en el segundo sector (2, 2-2) , prevalece una cuarta presión inferior (P22) comparada con la tercera presión (P1-2) ;

en donde la cámara intermedia (4) tiene una primera sección (4-1) , que se extiende a lo largo de la primera sección (3-1) de la primera división (3) y una segunda sección (4-2) , que se extiende sobre la segunda sección (3-2) de la primera división (3) y tienen una conexión de fluido con la primera sección (4-1) de la cámara intermedia (4) , en donde el sistema de transporte (5) se encuentra configurado para generar una presión inferior con respecto a la primera presión (P1-1) en la cámara intermedia (4) y en la segunda sección (4-2) de la cámara intermedia (4) una presión superior con respecto a la tercera presión (P1-2) , en donde la presión (P4-1) generada en la primera sección (4-1) de la cámara intermedia (4) , es igual a o mayor que la segunda presión (P2-1) y en donde la presión (P4-2) generada en la segunda sección (4-2) de la cámara intermedia (4) , es igual a o mayor que la cuarta presión (P2-2) .

3. Un sistema de transferencia de calor (100) como se cita en la reivindicación 2, caracterizado porque en el mismo el intercambiador de calor incluye un rotor (103) , que esta montado de forma rotatoria, el cual tiene canales que son paralelos al eje de rotación y que se extiende, de tal forma, a través de la abertura del rotor (105) , que se extiende a través de la primera división (3) y la división adicional (6) , que al rotar, pasa a través del primer y el segundo sector (1, 2) , y, en donde, además, se proporciona lo siguiente:

- una segunda división (106) , que esta situada en el primer sector (1) , de tal forma que el primer sector (1) esta dividido en una primera cámara de fluido caliente (1-1) y en una segunda cámara de fluido caliente (1-2) , que tienen una conexión de fluido a través de los canales del rotor (103) , en el primer sector (1) ;

- una tercera división (107) , que está situada en el segundo sector (2) , de tal forma que el segundo sector (2) se encuentra dividido, en una primera cámara de fluido frío (2-1) y en una segunda cámara de fluido frío (2-2) , que tienen una conexión de fluido a través de los canales del rotor (103) , que están situados en el segundo sector (2) ,

en donde una transferencia de fluido a través de la primera división (3) , desde uno de los sectores (1, 2) , a los otros sectores (2, 1) , es minimizada mediante la minimización de la respectiva diferencia de presión que resulte en la primera división (3) , entre una cámara de fluido frío (2-1, 2-2) y la cámara de fluido caliente (1-1, 1-2) adyacente a la misma.

4. Un sistema de transferencia de calor (100) como se cita en la reivindicación 3, caracterizado porque en el mismo la primera sección (4-1) de la cámara intermedia (4) tiene una conexión de fluido con la segunda sección (4

2) de la cámara intermedia (4) , mediante el uso de los canales del rotor (103) , que se encuentran situados en el sector (1) .

5. Un sistema de transferencia de calor (100) , como se cita en las reivindicaciones 3 o 4, que además incluye lo siguiente:

- una unidad de sensor (7) con un primer sensor de presión (7-1) , para detectar la segunda presión (P2-1) que prevalece en la primera cámara de fluido frío (2-1) , un segundo sensor de presión (7-2) , para detectar la presión (P41) de la cámara intermedia (4) , un tercer sensor de presión (7-3) para detectar la cuarta presión (P2-2) que prevalece en la segunda cámara de fluido frío (2-2) , y un cuarto sensor de presión (7-4) , para detectar la presión (P4-2) que prevalece en la segunda sección (4-2) de la cámara intermedia (4) ; y

- una unidad de control (8) , para controlar el volumen de presión del sistema de transporte (5) , en donde la unidad de control (8) esta configurada para controlar, preferiblemente, el sistema de transporte (5) , automáticamente, de tal forma que la diferencia entre el valor detectado de la segunda presión (P2-1) y el valor detectado de la presión (P41) generada en la primera sección (4-1) de la cámara intermedia (4) , toman un valor predeterminado o especificable, y la diferencia entre el valor detectado de la cuarta presión (P2-2) y el valor detectado de la presión (P4-2) de la cámara intermedia (4) , toma un valor predeterminado o especificable.

6. Un sistema de trasferencia de calor (100) como se cita en una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque en el mismo, en el primer sector (1) , además, se proporciona un primer freno de flujo (108) , el cual se encuentra configurado para limitar un rebosamiento de fluido fuera de la primera cámara de fluido caliente (1-1) hacia la primera sección (4-1) de la cámara intermedia (4) , a través de un orificio (S1) entre el rotor (103) y la división adicional (6) , en la abertura del rotor (105) , así como un rebosamiento de fluido desde la segunda sección (4-2) de la cámara intermedia (4) a la segunda cámara de fluido caliente (1-2) , a través de un segundo orificio (S2) , entre el rotor (103) y la división adicional (6) , en la abertura del rotor (105) .

7. Un sistema de transferencia de calor (100) como se cita en la reivindicación 6, caracterizado porque en el mismo un primer freno de flujo (108) puede ser controlado, de tal forma que la cantidad de fluido que rebosa a través del primer orificio (S1) , desde la primera cámara de fluido caliente (1-1) a la primera sección (4-1) de la cámara intermedia (4) , puede ser ajustada por unidad de tiempo, y la cantidad de fluido que rebosa por unidad de tiempo a través del segundo orificio (S2) , desde la segunda sección (4-2) de la cámara intermedia (4) a la segunda cámara de fluido caliente (1-2) , puede ser ajustada a un valor predeterminado o especificable.

8. Un sistema de transferencia de calor (100) como se cita en al reivindicación 7, caracterizado porque en el mismo el primer freno de flujo (108) , se encuentra configurado para ajustar las cantidades de fluido que rebosa, dependiendo de las tasa de flujo del sistema de transporte (5) .

9. Un sistema de transferencia de calor como se cita en las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque en el mismo en el segundo sector (2) , se proporciona un segundo freno de flujo (109) , para limitar el rebosamiento de fluido, desde la primera sección (4-1) de la cámara intermedia (4) a la primera cámara de fluido frío (2-1) , a través de un primer orificio (5-1) , entre el rotor (103) y la primera división (3) , en la abertura del rotor (105) , así como un rebosamiento de fluido, desde la segunda cámara de aire frío (2-2) a la segunda sección (4-2) de la cámara intermedia (4) , a través de un segundo orificio (S2) entre el rotor (103) y la primera división (3) , en la abertura del rotor (105) .

10. Un sistema de transferencia de calor como se cita en una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque en el mismo el freno de flujo (108, 109) , es un elemento de sellado en la forma de un manguito flexible e hinchable, que se encuentra situado en la división adicional (6) , en ambos orificios (S1, S2) , entre la partición adicional (6) y el rotor (103) .

Opcional Opcional Ej. Aire fresco con 20, 9% de volumen de O2

Ej. Atmósfera protectora con 13% de volumen de O2

Ej. Aire fresco con 20, 9% de volumen de O2

Ej. Atmósfera protectora con 13% de volumen de O2

Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante se da únicamente para conveniencia del lector. La misma no forma parte del documento de patente europea. Aun cuando se ha puesto gran cuidado en la recopilación de las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones, y la Oficina Europea de Patentes (EPO) declina toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción • WO 9606314 A [0005]