MÓDULO DE CLIMATIZACIÓN.
Módulo de climatización, formado por una carcasa (1) a modo de caja,
la cual determina en dos partes opuestas aberturas (2-3 y 5-6) de entrada y salida de aire, yendo en el interior una pluralidad de células Peltier (10) incorporadas en aberturas (9) de una placa (8) térmicamente aislante, a un lado de la cual dichas células Peltier (10) van conectadas con elementos disipadores (11), por ejemplo de tipo "Heat Pipe", mientras que en el otro lado hacen contacto con una placa disipadora (14) provista con aletas.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201101142.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE NAVARRA.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: MARTÍN GÓMEZ,Cesar.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F25B21/02 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES. › F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › F25B 21/00 Máquinas, instalaciones o sistemas que utilizan efectos eléctricos o magnéticos. › utilizando el efecto Peltier; utilizando el efecto Nerns-Ettinghausen (elementos termoeléctricos H01L 35/00, H01L 37/00).
- H01L35/32 ELECTRICIDAD. › H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS. › H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 35/00 Dispositivos termoeléctricos que tienen una unión de materiales diferentes, es decir, que presentan el efecto Seebeck o el efecto Peltier, con o sin otros efectos termoeléctricos o termomagnéticos; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o al tratamiento de estos dispositivos de sus partes constitutivas; Detalles (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00). › caracterizados por la estructura o la configuración de la célula o del termopar que constituye el dispositivo.
Fragmento de la descripción:
Módulo de climatización
Sector de la técnica La presente invención está relacionada con un módulo de climatización para regular la temperatura y humedad relativa de un recinto cualquiera, disponiendo dicho módulo en su interior de una pluralidad de células Peltier, las cuales van conectadas a una alimentación eléctrica gobernada por un control, de manera que el módulo sea capaz de suministrar calor o frio a un entorno cerrado.
Estado de la técnica En la actualidad ya son conocidas las células Peltier, las cuales son dispositivos que al aplicarles una tensión eléctrica generan una diferencia de temperatura entre sus extremos calentándose en un lado y enfriándose en el lado opuesto.
Este tipo de células necesitan corriente continua para funcionar y el hecho de que en un extremo se genere calor y en el otro frío, o a la inversa, únicamente depende de la polaridad de la tensión eléctrica que se aplique.
También es conocido el uso de células Peltier en sistemas de climatización, tanto para calefacción como para refrigeración.
El principal problema que tiene este tipo de sistemas de climatización, es que son de una complicada y costosa instalación, ya que para aplicar un sistema de climatización con células Peltier en un recinto grande, hacen falta un gran número de células, lo cual requiere un gasto de tiempo y dinero elevado en lo que a instalación se refiere.
Objeto de la invención De acuerdo con la presente invención se propone un módulo de climatización prefabricado, formado por una carcasa a modo de caja, la cual determina dos caras frontales opuestas provistas con aberturas de entrada y salida de aire, incorporando en relación con dichas aberturas ventiladores de impulsión del aire.
En el interior de la carcasa a modo de caja va dispuesta una placa térmicamente aislante, la cual presenta una distribución de aberturas en las que se incorporan células Peltier, yendo conectadas dichas células Peltier por un lado a correspondientes elementos disipadores, por ejemplo de tipo “Heat Pipe”, cubriendo por ese lado a la placa térmicamente aislante, provista con las células Peltier, un bastidor provisto de unas ventanas en correspondencia con los elementos disipadores, mientras que por el otro lado de la placa térmicamente aislante va dispuesta una placa disipadora provista con aletas que hace contacto con las células Peltier.
Esta disposición permite una gran capacidad de transferencia de calor, con una superficie relativamente reducida, de manera que con poco caudal de aire se consigue una eficiente transferencia de calor para la función de climatización, siendo además muy bajo el nivel sonoro del movimiento del aire requerido.
La principal ventaja de este módulo de climatización preconizado, respecto de los sistemas de climatización ya existentes que disponen de células Peltier, reside en el hecho de que determina un conjunto compacto que integra múltiples células Peltier, resultando la instalación del sistema de climatización más sencilla y menos costosa que teniendo que instalar un gran número de células Peltier independientemente. Además este módulo de climatización objeto de la invención no necesita mantenimiento, ya que las células Peltier tienen una duración funcional muy larga (unos 30 años) .
Por otro lado, el funcionamiento del módulo para la actuación como medio de climatización, se gestiona mediante un sistema de control que permite determinar estados de funcionamiento y configurar parámetros a nivel usuario.
Descripción de las figuras La figura 1 muestra en perspectiva explosionada un módulo de climatización según el objeto de la invención, en donde se pueden apreciar todos los componentes del módulo.
La figura 2 muestra en perspectiva ampliada un detalle parcial del módulo de climatización montado.
La figura 3 muestra un esquema del sistema de control del funcionamiento del módulo de climatización.
La figura 4 muestra en perspectiva explosionada un módulo de climatización según la invención, incorporando un panel fotovoltaico.
Descripción detallada de la invención El objeto de la invención se refiere a un módulo de climatización prefabricado que, tal y como se puede apreciar en la figura 1, está compuesto por una carcasa (1) a modo de caja, la cual determina dos partes opuestas provistas con aberturas de entrada y salida de aire.
Por ejemplo, según una realización particular, en la parte frontal destinada a quedar hacia el interior del recinto de aplicación del sistema de climatización, dicha carcasa (1) a modo de caja del módulo determina una abertura (2) inferior de entrada de aire y en la parte superior una abertura (3) de salida de aire, incorporando en relación con esta abertura (3) un ventilador (4) de impulsión del aire; mientras que en la parte posterior destinada a quedar hacia el exterior del recinto de aplicación del sistema de calefacción, dicha carcasa (1) del módulo determina unas aberturas (5) laterales de entrada de aire y una o más aberturas (6) posteriores de salida del aire, incorporando en relación con dichas aberturas (6) unos ventiladores (7) de impulsión del aire. Esta realización no tiene carácter limitativo, debiendo entenderse solo como un ejemplo de realización práctica de la carcasa (1) del módulo, la cual se puede determinar con cualquier otra distribución y formas de las entradas y salidas de aire en la parte frontal y en la parte posterior.
En el interior de la carcasa (1) a modo de caja va dispuesta una placa (8) térmicamente aislante, la cual presenta una distribución de aberturas (9) en las que se disponen respectivas células Peltier (10) , las cuales van conectadas por un lado a correspondientes elementos disipadores (11) , los cuales pueden ser, por ejemplo, de tipo “Heat Pipe” sin que esta opción sea limitativa.
Cubriendo a la placa (8) térmicamente aislante, por el lado en el que se encuentran los elementos disipadores (11) conectados a las células Peltier (10) , va dispuesto un bastidor (12) provisto con ventanas (13) en correspondencia con los mencionados elementos disipadores (11) ; mientras que por el otro lado de la placa (8) térmicamente aislante, va dispuesta una placa disipadora (14) provista con aletas, posicionada en contacto con las células Peltier (10) .
Resulta así un módulo en el que el funcionamiento de las células Peltier (10) determina una absorción de calor en una parte, por ejemplo la parte posterior en relación con la cual se encuentran los elementos disipadores (11) , y en la otra parte una emisión de calor, por ejemplo la parte frontal en relación con la cual se encuentra la placa disipadora (14) ; creándose en la parte posterior una corriente de aire de refrigeración que entra por las aberturas (5) , pasa por el interior en contacto con los elementos disipadores (11) y sale por la abertura o aberturas (6) con impulso por los correspondientes ventiladores (7) ; mientras que en la parte frontal se crea una corriente de aire de calefacción que entra por la abertura (2) inferior, pasa por el interior en contacto con la placa disipadora (14) y sale por la abertura (3) superior con impulso por el ventilador (4) .
En el interior del módulo va incluida además al menos una fuente de alimentación (15) , que es la encargada de proporcionar la alimentación eléctrica necesaria para el funcionamiento de las células Peltier (10) .
El suministro eléctrico a la fuente de alimentación (15) y a los ventiladores (4 y 7) de impulsión de aire puede establecerse utilizando paneles fotovoltaicos (24) incorporados sobre el mismo módulo de climatización, como en el ejemplo de la figura 4, o adyacentes al mismo, lo cual tienen la ventaja de proporcionar directamente corriente continua, que es la necesaria para el funcionamiento de las células Peltier (10) . No obstante, sin alterar el concepto de la invención en cuanto a la estructura y el funcionamiento del módulo de climatización, también puede establecerse el suministro eléctrico mediante conexión a la red de consumo eléctrico.
También está prevista la incorporación de un equipo de acumulación eléctrica (que no se ha representado) , para almacenar la energía eléctrica generada por los paneles fotovoltaicos (24) que no se utilice en el momento o para almacenar energía eléctrica procedente de la red de consumo eléctrico, con el fin de que el módulo de climatización pueda funcionar también cuando los paneles fotovoltaicos (24) no producen electricidad o cuando el suministro de la red de consumo eléctrico se interrumpe por cualquier causa.
El funcionamiento del módulo de climatización es gestionado por un sistema de control (16) , el cual (figura...
Reivindicaciones:
1. Módulo de climatización, para regular la temperatura y humedad relativa de recintos, caracterizado porque comprende una carcasa (1) a modo de caja, la cual determina dos partes opuestas con aberturas (2-3 y 5-6) de entrada y salida de aire, yendo en el interior de dicha carcasa (1) una pluralidad de células Peltier (10) incorporadas en aberturas (9) de una placa (8) térmicamente aislante, estando conectadas dichas células Peltier por un lado a unos elementos disipadores (11) , mientras que por el otro lado de la placa (8) térmicamente aislante va dispuesta una placa disipadora (14) provista con aletas, posicionada en contacto con las células Peltier (10) .
2. Módulo de climatización, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la placa (8) térmicamente aislante va cubierta por el lado en el que se encuentran los elementos disipadores (11) , con un bastidor (12) provisto con ventanas (13) en correspondencia con dicho elementos disipadores (11) .
3. Módulo de climatización, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los elementos disipadores (11) se prevén formados por disipadores de tipo “Heat Pipe”.
4. . Módulo de climatización, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en relación con las aberturas (3 y 6) de salida de aire de las partes opuestas de la carcasa (1) , van dispuestos unos respectivos ventiladores (4 y 7) de impulsión del aire.
5. . Módulo de climatización, de acuerdo con las reivindicaciones primera y cuarta, caracterizado porque el funcionamiento de las células Peltier (10) y de los ventiladores (4 y 7) es gestionado por un sistema de control (16) , el cual gestiona un lazo (19) de control que actúa sobre la alimentación eléctrica de las células Peltier (10) , un lazo (20) de control que actúa sobre la alimentación eléctrica de los ventiladores (7) de la parte posterior del módulo y un lazo (22) de control que actúa sobre la alimentación eléctrica del ventilador (4) de la parte frontal del módulo.
6. . Módulo de climatización, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en relación con las células Peltier (10) se dispone una fuente de alimentación (15) , mediante la cual se establece la alimentación eléctrica para el funcionamiento de dicha células Peltier (10) .
7. . Módulo de climatización, de acuerdo con las reivindicaciones primera, cuarta y sexta, caracterizado porque el suministro de la alimentación eléctrica para el funcionamiento de las células Peltier (10) y de los ventiladores (4 y 7) , se establece desde paneles fotovoltaicos (24) incorporados sobre el propio módulo.
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