Dispositivo de calefacción y refrigeración por radiación, de paredes, techo y acristalamiento.

Dispositivo de calefacción-refrigeración (10) de personas en los habitáculos de todos los medios de transporte terrestre,

aéreo, marítimo y fluvial y en todos los tipos de edificios, igualmente aplicable a los equipos individuales, mercancías almacenadas o transportadas, sistemas o partes de sistemas que necesiten calentarse o refrigerarse, compuesto por la combinación:

- De medios de producción de aire caliente (56), de aire frío (63) y eventualmente de aire refrigerado, siendo tales medios de producción prioritariamente sensores reversibles de calor o frío que emplean el principio de paneles de tipo radiante (20, 30, 67 y 73) repartidos respectivamente por la cara interior de las paredes y/o en el techo y/o eventualmente en el suelo del habitáculo o edificio, o su variante compuesta por superficies vidriadas de tipo radiante y secundariamente por otros medios existentes.

- De medios de renovación de aire (40) independientes de los medios de calefacción-refrigeración con dos tomas de aire exterior (19, 21) controladas por mando (24) con sondas de temperatura (25) y sondas de medición de la polución del aire (26).

- De medios de alimentación (12, 13) de los paneles de tipo radiante de aire caliente, frío o refrigerado.

- De medios de regulación automática (64); caracterizándose dicho dispositivo por que los medios de regulación automática utilizan los datos facilitados por sensores de temperatura interior (51, 52 y 53 y los datos facilitados por uno de los sensores de temperatura exterior para dirigir la circulación del aire en los paneles de tipo radiante (20, 30, 67 y 73) según cuatro modos, los dos modos clásicos de calefacción y refrigeración, un modo específico llamado modo de "transferencia" que permite, a través de los paneles de tipo radiante (73 y 67), transferir el calor de un muro o pared interior expuesta al sol a un muro o pared interior situada a la sombra o transferir el frescor de un muro o pared interior situado a la sombra a un muro o pared interior situado al sol, y otro modo específico llamado "noche" en el que el aire fresco exterior se utiliza durante la noche como fuente de refrigeración en los edificios, y eventualmente completados por mandos individualizados de temperatura.

La invencion se refiere a un aparato destinado a la calefaccion-refrigeracion para ser instalado en los habitaculos de todos los medios de desplazamiento terrestre, aereo, maritimo y fluvial y en todo tipo de edificios. El aparato puede utilizarse igualmente para equipos individuales, mercancias almacenadas o transportadas, sistemas o partes de sistemas que deban conservarse en lugar frio o caliente.

Los sistemas de calefaccion-climatizacion actuales se componen tradicionalmente de medios de produccion de aire caliente, aire frio y en ocasiones de aire refrigerado, medios de alimentacion de las bocas de difusion repartidos por los habitaculos de los medios de transporte o en los edificios a calentar o climatizar, medios para regular la temperatura.

Los sistemas de calefaccion-climatizacion de los vehiculos utilizan esencialmente el aire directo como fluido portador de calor y garantizan tambien la funcion de renovacion del aire.

El aire propulsado en el habitaculo provoca a velocidades maximas la ventilacion de corrientes de aire que generan incomodidad, neuralgias y rinitis en algunos ocupantes. Cuando en invierno hace mucho frio, la ventilacion, al arrancar, deja entrar en el habitaculo aire mas frio que el del interior y aire mas caliente en verano.

Estos sistemas amortizan poco los efectos de pared fria en invierno y pared caliente en verano, cuando es sabido que la temperatura de las paredes contribuye en un 50% a la sensacion de confort del ocupante. Unicamente palia de forma imperfecta la diferencia de temperatura entre el lado al sol y el lado a la sombra del vehiculo.

Asimismo, dejan penetrar continua o puntualmente la polucion (vapores toxicos de hidrocarburos, polvo y polenes) responsable de olores desagradables y alergias cutaneas y/o respiratorias en exposicion prolongada.

Ademas de los inconvenientes expuestos, la funcion de climatizacion de los sistemas actuales origina un exceso de consumo de carburante, acentuado por su peso y volumen.

Los dispositivos de calefaccion-climatizacion de los edificios difieren segun se utilicen en habitaciones o en locales terciarios o industriales. Encontramos por lo general convectores, paneles radiantes o sistemas de aire pulsado.

Estos dispositivos crean mas o menos corrientes de aire y una estratificacion de las temperaturas.

Generalmente, el pequeno tamano de estos dispositivos en relacion con los volumenes a calentar o enfriar exige la produccion de temperaturas elevadas o muy bajas, con un elevado consumo energetico. Al igual que los sistemas empleados en los vehiculos y descritos mas arriba, atenuan poco los efectos de pared fria en invierno y pared caliente en verano y palian mal la diferencia de temperatura entre el lado al sol y el lado a la sombra del edificio. Dejan entrar igualmente la polucion y los filtros de los sistemas con aire pulsado deben cambiarse con frecuencia o corren el riesgo de transportar agentes patogenos.

El estado de la tecnica mas proximo de la invencion se encuentra en la patente US-A-4 523 519 de Johnson Wilfred B [US] de 18/06/1985.

Uno de los objetivos de la invencion es proponer un dispositivo de calefaccion-refrigeracion que permita solucionar en gran parte los inconvenientes mencionados, en particular, los relativos a la salud de los usuarios, gracias a una disminucion importante de las corrientes de aire y entrada de polucion en los habitaculos y edificios y tambien del consumo energetico, gracias al principio de bajo consumo del sistema y a una renovacion del aire calculada en su justa medida.

Segun la invencion, el dispositivo contiene las caracteristicas enunciadas en la reivindicacion 1.

Segun un cierto numero de aplicaciones ventajosas:

- Dichos medios de produccion alimentan con aire a temperatura definida los paneles de tipo radiante y/o las superficies vidriadas con triple o doble acristalamiento, mediante canalizaciones de seccion suficiente, siendo el aire utilizado reenviado hacia estos medios de produccion a traves de canalizaciones del mismo tipo;

- Tales dispositivos de renovacion de a1re en los habitaculos, estan compuestos por entradas de aire dispuestas preferentemente en la parte alta del habitaculo por encima de los ocupantes y de bocas de extraccion de aire dispuestas preferentemente en la parte baja a la altura de los pies;

- Como medios de alimentacion de aire exterior, se preven dos tomas de aire situadas a cada lado del habitaculo, cada una con una sonda para medir la polucion y la temperatura, siendo la apertura de una u otra toma de aire controlada por el modulo de regulacion en funcion de los resultados del analisis del aire, la temperatura exterior y la temperatura de ajuste;

-Tales dispositivos de renovacion de aire en los edificios contienen al menos dos tomas de aire situadas preferentemente en el tejado y orientadas segun las dos direcciones mas favorables del lugar;

- Los mencionados paneles de tipo radiante se situan principalmente en las paredes y/o el techo de los habitaculos o edificios, a veces en el suelo;

-Los mencionados paneles de tipo radiante contienen una parte radiante compuesta por la pared interior del habitaculo o edificio (dotada con una capacidad de radiacion satisfactoria) , por plenum de aire y/o por un material aislante colocado detras de las canalizaciones, pudiendo este material ser una lamina plastica y/o metalizada;

-Los mencionados paneles de tipo radiante pueden radiar el calor o el frio directamente por la red de canalizaciones que se encuentre entonces total o parcialmente visible; es el caso de las construcciones de tipo chalet o yurta cuyo interior o estructura es de madera;

-Los mencionados paneles de tipo radiante pueden utilizarse como un sistema de recuperacion de calor o frio; en el caso de edificios, una cara de la red de canalizaciones se encuentra adosada a un aislante y la otra cara se encuentra en contacto con los elementos de tipo teja, pizarra, revestimiento con tablas u otro material, en los medios de transporte, la red de canalizaciones se encuentra bajo su envoltorio externo cuando este sirve de conductor termico y en las maquinas u otras fuentes de energia recuperables, se encuentra en contacto con sus partes calientes o frias de manera que forma un sensor de calor o sensor solar y/o un sensor de frio integrado;

-Los paneles mencionados de tipo radiante tienen una variante formada por superficies de vidrio con doble o triple acristalamiento; en esta variante, la parte radiante es el vidrio interno de doble o triple acristalamiento, el aire circula entre el vidrio interno y el externo en doble acristalamiento o el vidrio central en triple acristalamiento a traves de una lamina aislante o reflectante colocada en la cara interior del vidrio externo y en el triple acristalamiento a traves del plenum de aire situado entre el vidrio central y el externo; en el caso de dobles acristalamientos, el dispositivo de distribucion y de recogida del aire permite lograr el mismo efecto;

-Una variante del sistema de doble o triple acristalamiento radiante contiene un ventilador tangencial que distribuye a todo lo largo el flujo de aire entre los 2 cristales del doble acristalamiento y entre el cristal central y el interno en el triple acristalamiento, y conductos con bocas colectoras que reenvian el aire al ventilador de manera que se cree un conjunto autonomo;

-Tales medios de regulacion de la temperatura contienen sondas de temperatura interior colocadas a la altura del suelo, de la cabeza de los ocupantes y del techo; las sondas a la altura del suelo y la cabeza controlan los paneles de tipo radiante de las paredes y las sondas situadas en el techo controlan los paneles del techo;

-Tales medios de regulacion de la temperatura contienen igualmente un modo especifico de regulacion llamado "transferencia" que utiliza como fuente de frio las paredes radiantes de la parte expuesta a la sombra para enfriar la parte expuesta al sol, esta transferencia se efectua a traves de las canalizaciones de desvio que envian, tras pasar por el ventilador de circulacion, el aire enfriado de los paneles de las paredes del lado a la sombra hacia los paneles de las paredes del lado al sol o a la inversa utilizando como fuente de calor las paredes radiantes de la parte expuesta al sol para calentar la parte expuesta a la sombra;

-Tales medios de regulacion de la temperatura contienen en el caso de los edificios un segundo modo especifico de refrigeracion llamado "noche" que emplea una toma de aire situada en el exterior del edificio en un punto localizado como el mas fresco de noche en epoca de calor; el aire fresco aspirado por esta toma y despues filtrado alimenta a los paneles de tipo radiante de las paredes y/o del techo antes de ser evacuado hacia el exterior... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de calefaccion-refrigeracion (10) de personas en los habitaculos de todos los medios de transporte terrestre, aereo, maritimo y fluvial y en todos los tipos de edificios, igualmente aplicable a los equipos individuales, mercancias almacenadas o transportadas, sistemas o partes de sistemas que necesiten calentarse o refrigerarse, compuesto por la combinacion:

-De medios de produccion de aire caliente (56) , de aire frio (63) y eventualmente de aire refrigerado, siendo tales medios de produccion prioritariamente sensores reversibles de calor o frio que emplean el principio de paneles de tipo radiante (20, 30, 67 y 73) repartidos respectivamente por la cara interior de las paredes y/o en el techo y/o eventualmente en el suelo del habitaculo o edificio, o su variante compuesta por superficies vidriadas de tipo radiante y secundariamente por otros medios existentes.

-De medios de renovacion de aire (40) independientes de los medios de calefaccion-refrigeracion con dos tomas de aire exterior (19, 21) controladas por mando (24) con sondas de temperatura (25) y sondas de medicion de la polucion del aire (26) .

- De medios de alimentacion (12, 13) de los paneles de tipo radiante de aire caliente, frio o refrigerado.

-De medios de regulacion automatica (64) ; caracterizandose dicho dispositivo por que los medios de regulacion automatica utilizan los datos facilitados por sensores de temperatura interior (51, 52 y 53 y los datos facilitados por uno de los sensores de temperatura exterior para dirigir la circulacion del aire en los paneles de tipo radiante (20, 30, 67 y 73) segun cuatro modos, los dos modos clasicos de calefaccion y refrigeracion, un modo especifico llamado modo de "transferencia" que permite, a traves de los paneles de tipo radiante (73 y 67) , transferir el calor de un muro

o pared interior expuesta al sol a un muro o pared interior situada a la sombra o transferir el frescor de un muro o pared interior situado a la sombra a un muro o pared interior situado al sol, y otro modo especifico llamado "noche" en el que el aire fresco exterior se utiliza durante la noche como fuente de refrigeracion en los edificios, y eventualmente completados por mandos individualizados de temperatura.

2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, se caracteriza por que el panel de tipo radiante (20, 30) se compone de una placa (33) o dos placas (33 y 35) , de una red de canalizaciones (34) , acoplada o integrada en la placa (33) , en el que circula el aire calentado o enfriado, de un aislante (36) acoplado a la red de canalizaciones (34) o a la placa (33) si incorpora las canalizaciones o a la placa (35) , y eventualmente de un plenum de aire (38) situado entre el aislante (36) y la pared exterior (37) .

3. Dispositivo segun la reivindicacion 2, se caracteriza por que una variante del mencionado panel de tipo radiante (20, 30) tiene como superficie de radiacion la superficie de la red de canalizaciones (34) .

4. Dispositivo segun la reivindicacion 2, se caracteriza por que el mencionado panel de tipo radiante (20, 30) tiene una variante compuesta por superficies vidriadas (50) con doble acristalamiento (41, 42) o triple acristalamiento (41, 39, 42) , un conducto distribuidor rigido en la parte baja (48) cuyas bocas (45) llegan entre los cristales (41, 42) o (41, 39) y un conducto rigido (46) con sus bocas receptoras (49) en la parte alta, de forma que permita el paso del flujo de aire frio o aire caliente (43) .

5. Dispositivo segun la reivindicacion 4, se caracteriza por que las mencionadas superficies vidriadas (50) con doble acristalamiento (41, 42) o triple acristalamiento (41, 39, 42) tienen una variante autonoma que contiene un ventilador tangencial (75) que redistribuye entre los cristales (41, 42) o (41, 39, 42) y a todo lo largo el flujo de aire recogido por los conductos receptores (78a, 78b, 77) .

6. Dispositivo segun la reivindicacion 5, se caracteriza por que una variante compuesta por una superficie vidriada con triple acristalamiento (50) se obtiene mediante una superficie vidriada con doble acristalamiento existente a la que se anade un sobreacristalamiento interior equipado con ventilador tangencial (75) .

7. Dispositivo segun las reivindicaciones 1 y 2, se caracteriza por que el medio de produccion de aire caliente (56) o aire frio (63) esta compuesto por una red de canalizaciones (34) , del tipo utilizado en los paneles de tipo radiante (20, 30) :

-Teniendo dicha red en edificios una cara adosada a un aislante y la otra cara situada en contacto con los elementos de tipo teja, pizarra, revestimiento con tablas u otro material.

-Estando dicha red en los medios de transporte situada bajo su envoltorio externo cuando este funciona como conductor termico.

-En el caso de las maquinas u otras fuentes de energia recuperables, estando dicha red situada en contacto con sus partes calientes o frias de forma que sirva de sensor de calor o sensor solar y/o sensor de frio integrado.

8. Dispositivo segun la reivindicacion 1, se caracteriza por que al menos dos tomas de aire diferentes (19, 21) de los medios de renovacion del aire (40) se situan a cada lado del habitaculo en los medios de transporte y en alto en los edificios.

9. Dispositivo segun la reivindicacion 1 u 8, se caracteriza por que las sondas de temperatura (25) y las sondas de

medicion de la polucion del aire (26) asociadas a los medios de mando (24) de las tomas de aire (19, 21) se encuentran situadas a la altura de cada una de las tomas mencionadas tomas de aire de manera que controlen la abertura de una u otra.

10. Dispositivo segun la reivindicacion 1, se caracteriza por que los medios de alimentacion de los paneles de tipo radiante (20) y/o de las superficies vidriadas (50) en modo de "transferencia" contienen un conducto de desvio (74)

para utilizar los paneles de tipo radiante (67) y/o las superficies vidriadas a la sombra como fuente de frio para refrigerar los paneles de tipo radiante (73) y/o las superficies vidriadas al son o de manera inversa un conducto de desvio (76) para utilizar los paneles de tipo radiante (73) y/o las superficies vidriadas al sol como fuente de calor para calentar los paneles (67) y/o las superficies vidriadas a la sombra.

Referencias ºcitadas ºenºaa ºdescripcion Esta lista de referencias citadas por el solicitante pretende unicamente guiar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Incluso habiendo prestado la maxima atencion a su concepcion, pueden haberse cometido errores u omisiones y la OEP declina toda responsabilidad a tal efecto.

Documentosºde ºpatentesºcitadosºen ºaaºdescripcion US 4523519 A, Johnson Wilfred 8 [0006]