ES2953660T3 - heat exchange unit - Google Patents
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Abstract
Una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire, que comprende una carcasa en forma de caja (1), una superficie inferior (2), una superficie superior (3) que está opuesta a la superficie inferior (2) y que está separada de la misma con con respecto a un eje (X) de la carcasa (1), y una superficie frontal (4) que se extiende entre la superficie inferior (2) y la superficie superior (3), estando definidas las superficies (2, 3, 4) en la carcasa (1). La unidad de intercambio de calor comprende además una primera abertura (6) y una segunda abertura (7) que están realizadas en la carcasa (1), un canal (8) que se extiende dentro de la carcasa (1) entre la primera y segunda aberturas (6). , 7), un ventilador (9) que está alojado dentro de la carcasa (1), a lo largo del canal (8), y que está previsto para alejar y acercar un flujo de aire (10) al ambiente externo con respecto a la carcasa. (1) a través de las aberturas (6, 7), y un intercambiador de calor (11) que se coloca en el canal (8), estando al menos una porción del ventilador (9) y el intercambiador de calor (11) uno debajo del otro con respecto al eje (X). El ventilador (9) es un ventilador centrífugo mientras que el intercambiador de calor (11) tiene un perfil en forma de V. La primera abertura (6) se realiza en la superficie frontal (4) de la carcasa (1) y la segunda abertura (7) se construye en la superficie superior (3) y/o en la superficie frontal (4) en una posición por encima de la primera abertura (6) con respecto al eje (X). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)A heat exchange unit for heat pumps or air conditioners, comprising a box-shaped housing (1), a lower surface (2), an upper surface (3) which is opposite the lower surface (2) and which is separated from it with respect to an axis (X) of the housing (1), and a front surface (4) that extends between the lower surface (2) and the upper surface (3), being defined the surfaces (2, 3, 4) on the housing (1). The heat exchange unit further comprises a first opening (6) and a second opening (7) which are made in the casing (1), a channel (8) extending inside the casing (1) between the first and second openings (6). , 7), a fan (9) that is housed inside the casing (1), along the channel (8), and that is intended to move an air flow (10) away from and toward the external environment with respect to the casing. (1) through the openings (6, 7), and a heat exchanger (11) that is placed in the channel (8), with at least a portion of the fan (9) and the heat exchanger (11) one below the other with respect to the (X) axis. The fan (9) is a centrifugal fan while the heat exchanger (11) has a V-shaped profile. The first opening (6) is made on the front surface (4) of the casing (1) and the second opening (7) is constructed on the upper surface (3) and/or on the front surface (4) in a position above the first opening (6) with respect to the axis (X). (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Unidad de intercambio de calorheat exchange unit
La presente invención se refiere a una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire.The present invention relates to a heat exchange unit for heat pumps or air conditioners.
La unidad de intercambio de calor según la invención se utiliza particularmente, aunque no exclusivamente, en el sector técnico del diseño y la construcción de instalaciones para la climatización de edificios, por ejemplo, mediante el uso de bombas de calor, que prevén el uso de una o varias unidades que están dispuestas en el exterior del edificio y que están provistas para realizar un intercambio de energía térmica entre el aire del ambiente exterior con respecto al edificio y un fluido de funcionamiento.The heat exchange unit according to the invention is used particularly, although not exclusively, in the technical sector of the design and construction of installations for the air conditioning of buildings, for example, through the use of heat pumps, which provide for the use of one or more units that are arranged on the outside of the building and that are provided to carry out an exchange of thermal energy between the air of the external environment with respect to the building and an operating fluid.
Estas unidades externas están conectadas operacionalmente a las llamadas unidades internas que están dispuestas en los ambientes internos del edificio para regular la temperatura y/o la humedad de los mismos.These external units are operationally connected to the so-called internal units that are arranged in the internal environments of the building to regulate their temperature and/or humidity.
En el sector técnico expuesto, las unidades externas comprenden típicamente una carcasa externa que se subdivide en dos cámaras que incluyen al menos un primer intercambiador de calor para un fluido refrigerante y un ventilador y un segundo intercambiador de calor, un ventilador y un compresor, respectivamente, con el fin de realizar la función de un evaporador o un condensador para calentar o enfriar los ambientes internos con respecto al edificio.In the exposed technical sector, the external units typically comprise an external casing that is subdivided into two chambers that include at least a first heat exchanger for a refrigerant fluid and a fan and a second heat exchanger, a fan and a compressor, respectively. , in order to perform the function of an evaporator or a condenser to heat or cool the internal environments with respect to the building.
Para hacer frente a la necesidad de alojar los elementos mencionados, las unidades exteriores suelen tener un requisito espacial excesivo que determina un impacto visual sustancial de dichas unidades en los edificios. Esta condición es poco compatible con la exigencia de mantener las fachadas de los edificios de interés artístico o histórico en un estado inalterado en la mayor medida posible.To address the need to accommodate the aforementioned elements, outdoor units often have an excessive spatial requirement that determines a substantial visual impact of such units on the buildings. This condition is poorly compatible with the requirement to maintain the facades of buildings of artistic or historical interest in an unaltered state to the greatest extent possible.
La solicitud de patente internacional WO2007/099571 aborda este problema. Sin embargo, la unidad externa para acondicionadores descrita en la solicitud WO2007/099571 está sujeta a una pluralidad de desventajas, tales como, por ejemplo, la necesidad de mantener la unidad externa elevada de una base y/o de prever conductos de aire adecuados para permitir el paso del flujo de aire a través de la unidad externa para el correcto funcionamiento de la misma.International patent application WO2007/099571 addresses this problem. However, the external unit for conditioners described in application WO2007/099571 is subject to a plurality of disadvantages, such as, for example, the need to keep the external unit elevated from a base and/or to provide air ducts suitable for allow the passage of air flow through the external unit for its correct operation.
Como resultado, por lo tanto, se reduce la libertad de posicionamiento de la unidad externa de la solicitud WO2007/099571. Además, la solución de la solicitud WO2007/099571 presenta al menos un debilitamiento local en la pared inferior de la unidad exterior.As a result, therefore, the positioning freedom of the external unit of application WO2007/099571 is reduced. Furthermore, the solution of application WO2007/099571 presents at least one local weakening in the lower wall of the outdoor unit.
Otros ejemplos de dispositivos de intercambio de calor se describen en los documentos de patente JP 2011 149593 A, EP 3070410 A1 y WO 2004/083734. Los dispositivos descritos en los documentos citados resultan poco adecuados para su instalación en paredes debido a su profundidad relativamente grande y/o resultan especialmente perjudiciales para la estética de los edificios debido a las grandes aberturas de entrada frontales que presentan. El problema técnico abordado por la presente invención es, por tanto, proporcionar una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire que esté configurada funcional y estructuralmente para superar al menos una de las desventajas expuestas con referencia al estado de la técnica citado.Other examples of heat exchange devices are described in patent documents JP 2011 149593 A, EP 3070410 A1 and WO 2004/083734. The devices described in the cited documents are unsuitable for installation on walls due to their relatively great depth and/or are especially detrimental to the aesthetics of buildings due to the large front entrance openings they present. The technical problem addressed by the present invention is therefore to provide a heat exchange unit for heat pumps or air conditioners that is functionally and structurally configured to overcome at least one of the disadvantages set forth with reference to the state of the art. aforementioned.
En el contexto de este problema, un objeto de la invención es proporcionar una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire que pueda disponerse dentro o fuera de un edificio de forma sencilla y relativamente económica.In the context of this problem, an object of the invention is to provide a heat exchange unit for heat pumps or air conditioners that can be arranged inside or outside a building in a simple and relatively economical manner.
Otro objeto de la invención es proporcionar una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire que sea suficientemente robusta.Another object of the invention is to provide a heat exchange unit for heat pumps or air conditioners that is sufficiently robust.
Otro objeto de la invención es proporcionar una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire que tenga un requisito espacial pequeño.Another object of the invention is to provide a heat exchange unit for heat pumps or air conditioners having a small space requirement.
Este problema se resuelve y al menos uno de estos objetos se consigue mediante una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire que se realiza según la reivindicación adjunta a la presente descripción.This problem is solved and at least one of these objects is achieved by a heat exchange unit for heat pumps or air conditioners that is made according to the claim attached to the present description.
Las características preferentes de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.Preferred features of the invention are defined in the dependent claims.
Las características y ventajas adicionales de la invención se apreciarán mejor a partir de la siguiente descripción detallada de una realización preferente, aunque no limitativa, de la misma que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: Additional features and advantages of the invention will be better appreciated from the following detailed description of a preferred, although non-limiting, embodiment thereof which is illustrated by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings, in which:
• La figura 1 es una vista frontal esquemática en perspectiva de una unidad de intercambio de calor según la invención,• Figure 1 is a schematic perspective front view of a heat exchange unit according to the invention,
• La figura 2 es una vista posterior esquemática en perspectiva de la unidad de intercambio de calor de la figura 2,• Figure 2 is a schematic perspective rear view of the heat exchange unit of Figure 2,
• La figura 3 es una sección transversal esquemática de la unidad de intercambio de las figuras 1 y 2, seccionada por el plano de sección a,• Figure 3 is a schematic cross section of the exchange unit of Figures 1 and 2, sectioned by the section plane a,
• Las figuras 4, 5 y 6 son vistas esquemáticas de la unidad de intercambio de la figura 1 asociada a una pared exterior de un edificio según diferentes técnicas,• Figures 4, 5 and 6 are schematic views of the exchange unit of Figure 1 associated with an exterior wall of a building according to different techniques,
• La figura 7 es una sección transversal de una unidad de intercambio según la invención dispuesta en un asiento de una pared exterior de un edificio,• Figure 7 is a cross section of an exchange unit according to the invention arranged in a seat on an exterior wall of a building,
• La figura 8 es una vista esquemática de una unidad de intercambio según la invención dispuesta en un ambiente interior de un edificio, y• Figure 8 is a schematic view of an exchange unit according to the invention arranged in an interior environment of a building, and
• La figura 9 es una sección transversal de una unidad de intercambio según la invención dispuesta según la figura 8.• Figure 9 is a cross section of an exchange unit according to the invention arranged according to Figure 8.
En la figura 1 se designa generalmente con la referencia 100 una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire según la invención.In Figure 1, a heat exchange unit for heat pumps or air conditioners according to the invention is generally designated by reference 100.
Según un aspecto de la invención, la unidad de intercambio de calor 100 está o puede estar conectada operativamente a uno o más dispositivos (denominados generalmente unidades internas) que están dispuestos en los ambientes internos de un edificio, con el fin de modificar la temperatura de los mismos y/o a dispositivos de distribución de agua sanitaria (caliente) y/o a dispositivos de refrigeración.According to one aspect of the invention, the heat exchange unit 100 is or can be operatively connected to one or more devices (generally called internal units) that are arranged in the internal environments of a building, in order to modify the temperature of them and/or to sanitary (hot) water distribution devices and/or to cooling devices.
La unidad de intercambio de calor 100 comprende una carcasa en forma de caja 1, en la que están definidas una superficie inferior 2, una superficie superior opuesta 3 y una superficie frontal 4 que se extiende entre la superficie inferior 2 y la superficie superior 3. Con referencia a la figura 1, la superficie superior 3 está separada de la superficie inferior 2 con respecto a un eje X de la carcasa 1, es decir, en la dirección del eje X. Preferentemente, el eje X de la carcasa 1 es sustancialmente ortogonal a la superficie inferior 2 de la carcasa 1. Preferentemente, el eje X es sustancialmente vertical cuando la unidad de intercambio de calor 100 está en uso.The heat exchange unit 100 comprises a box-shaped housing 1, in which a lower surface 2, an opposite upper surface 3 and a front surface 4 extending between the lower surface 2 and the upper surface 3 are defined. With reference to Figure 1, the upper surface 3 is spaced from the lower surface 2 with respect to an axis orthogonal to the bottom surface 2 of the housing 1. Preferably, the X axis is substantially vertical when the heat exchange unit 100 is in use.
Según un aspecto de la invención, la carcasa 1 comprende una superficie posterior 5 que está opuesta a la superficie frontal 4 y preferentemente un par de superficies laterales 25, 26 que están opuestas entre sí de modo que la carcasa 1 tiene preferentemente una forma que puede compararse a un paralelepípedo, en particular un paralelepípedo rectangular.According to one aspect of the invention, the housing 1 comprises a rear surface 5 that is opposite the front surface 4 and preferably a pair of side surfaces 25, 26 that are opposite each other so that the housing 1 preferably has a shape that can be compared to a parallelepiped, in particular a rectangular parallelepiped.
Preferentemente, la superficie frontal 4 y más preferentemente también la superficie posterior 5 tienen una extensión longitudinal de acuerdo con el eje X.Preferably, the front surface 4 and more preferably also the rear surface 5 have a longitudinal extension according to the X axis.
Preferentemente, las superficies laterales 25, 26 tienen una extensión longitudinal de acuerdo con el eje X. Según un aspecto de la invención, la extensión de las superficies laterales 25, 26 de acuerdo con el eje Z ilustrado en las figuras define la profundidad de la unidad de intercambio de calor 100. El eje Z es normal al eje X y, en particular, sustancialmente horizontal cuando la unidad de intercambio de calor 100 está en uso.Preferably, the side surfaces 25, 26 have a longitudinal extension according to the heat exchange unit 100. The Z axis is normal to the X axis and, in particular, substantially horizontal when the heat exchange unit 100 is in use.
En el contexto de la presente invención, los términos "superficie inferior" y "superficie frontal" deben entenderse para identificar una superficie de la carcasa 1 destinada a orientarse hacia el suelo y hacia el entorno exterior con respecto a un edificio durante el uso de la unidad de intercambio de calor 100, respectivamente.In the context of the present invention, the terms "bottom surface" and "front surface" are to be understood to identify a surface of the housing 1 intended to be oriented towards the ground and towards the external environment with respect to a building during the use of the heat exchange unit 100, respectively.
La unidad de intercambio de calor 100 comprende además una primera abertura 6 y una segunda abertura 7 realizadas en la carcasa 1. Preferentemente, las aberturas 6 y 7 se realizan en la carcasa 1 en forma de rejilla. Según una realización de la invención, la unidad de intercambio de calor 100 comprende un canal 8 que se extiende en el interior de la carcasa 1 entre la primera y la segunda aberturas 6, 7, en particular desde la primera abertura 6 hasta la segunda abertura 7.The heat exchange unit 100 further comprises a first opening 6 and a second opening 7 made in the housing 1. Preferably, the openings 6 and 7 are made in the housing 1 in the form of a grid. According to an embodiment of the invention, the heat exchange unit 100 comprises a channel 8 extending inside the housing 1 between the first and the second openings 6, 7, in particular from the first opening 6 to the second opening 7.
Preferentemente, el canal 8 se extiende principalmente de acuerdo con el eje X de la carcasa 1.Preferably, the channel 8 extends mainly in accordance with the X axis of the housing 1.
Con referencia a la figura 1, un ventilador 9 se aloja en el interior de la carcasa 1, a lo largo del canal 8. El ventilador 9 está dispuesto para mover un flujo de aire (que se indica en las figuras mediante las flechas designadas con la referencia 10) alejándose de, y acercándose hacia, el entorno exterior con respecto a la unidad de intercambio de calor 100, es decir, la carcasa 1 a través de las aberturas 6, 7.Referring to Figure 1, a fan 9 is housed inside the housing 1, along the channel 8. The fan 9 is arranged to move an air flow (indicated in the figures by the arrows designated with reference 10) moving away from, and towards, the external environment with respect to the heat exchange unit 100, that is, the housing 1 through the openings 6, 7.
En particular, el ventilador 9 comprende unas aspas 91 que puede rotar alrededor de un eje de rotación individual Y dentro de una carcasa respectiva 92. La carcasa 92 del ventilador 9 está provista de una abertura de entrada 93, a través de la cual el flujo de aire 10 es aspirado por la rotación de las aspas 91, y una abertura de salida 94 desde la cual el flujo de aire aspirado 10 es descargado de la carcasa 92.In particular, the fan 9 comprises blades 91 that can rotate about an individual axis of rotation Y within a respective housing 92. The housing 92 of the fan 9 is provided with an inlet opening 93, through which the air flow 10 is drawn in by the rotation of the blades 91, and an outlet opening 94 from which the drawn air flow 10 is discharged from the housing 92.
Preferentemente, el entorno exterior con respecto a la unidad de intercambio de calor 100 coincide con el entorno exterior con respecto al edificio con el que se pretende asociar la unidad de intercambio de calor 100.Preferably, the exterior environment with respect to the heat exchange unit 100 coincides with the exterior environment with respect to the building with which the heat exchange unit 100 is intended to be associated.
La unidad de intercambio de calor 100 comprende además un intercambiador de calor 11 colocado en el canal 8, de manera que al menos una parte del ventilador 9 y del intercambiador de calor 11 estén uno debajo del otro con respecto al eje X, preferentemente con el eje X orientado hacia la superficie superior 3. Preferentemente, al menos una parte del ventilador 9 se encuentra por debajo del intercambiador de calor 11 con respecto al eje X.The heat exchange unit 100 further comprises a heat exchanger 11 placed in the channel 8, so that at least a part of the fan 9 and the heat exchanger 11 are below each other with respect to the X axis, preferably with the X axis facing the upper surface 3. Preferably, at least a part of the fan 9 is located below the heat exchanger 11 with respect to the
En otras palabras, al menos una parte del ventilador 9 está situada en una posición más baja o más alta (preferentemente más baja) que la posición del intercambiador de calor 11 con respecto al eje X. Preferentemente, todo el ventilador 9 está separado del intercambiador de calor 11 a lo largo del eje X.In other words, at least a part of the fan 9 is located in a position lower or higher (preferably lower) than the position of the heat exchanger 11 with respect to the X axis. Preferably, the entire fan 9 is separated from the exchanger of heat 11 along the X axis.
Según un aspecto de la invención, el intercambiador de calor 11 está al menos parcialmente por encima del ventilador 9 con respecto al eje X (figura 3). Alternativamente, el ventilador 9 puede estar al menos parcialmente por encima del intercambiador de calor 11 con respecto al eje X.According to one aspect of the invention, the heat exchanger 11 is at least partially above the fan 9 with respect to the X axis (Figure 3). Alternatively, the fan 9 may be at least partially above the heat exchanger 11 with respect to the X axis.
Preferentemente, el intercambiador de calor 11 está sustancialmente alineado con el ventilador 9 a lo largo del eje X. Estas características resultan especialmente ventajosas para obtener un intercambiador de calor 100 que tenga una profundidad reducida, especialmente adecuado para ser empotrado en un muro o tabique de un edificio.Preferably, the heat exchanger 11 is substantially aligned with the fan 9 along the a building.
La primera abertura 6 se realiza en la superficie frontal 4 de la carcasa 1 y la segunda abertura 7 se realiza en la superficie superior 3 y/o en la superficie frontal 4, en una posición por encima de la primera abertura 6 con respecto al eje X.The first opening 6 is made in the front surface 4 of the housing 1 and the second opening 7 is made in the upper surface 3 and/or in the front surface 4, in a position above the first opening 6 with respect to the axis x.
Estas características permiten liberar a la superficie inferior 2 de la función de proporcionar acceso para la circulación del flujo de aire 10 entre el entorno exterior y el entorno interior de la carcasa 1, de modo que la unidad de intercambio de calor 100 pueda colocarse fácilmente sobre una base, como se ilustra en la figura 5.These features allow the lower surface 2 to be freed from the function of providing access for the circulation of air flow 10 between the external environment and the internal environment of the housing 1, so that the heat exchange unit 100 can be easily placed on a base, as illustrated in figure 5.
El resultado es una unidad de intercambio de calor 100 que puede disponerse dentro o fuera de un edificio, de forma sencilla y relativamente económica.The result is a heat exchange unit 100 that can be arranged inside or outside a building, simply and relatively inexpensively.
De manera diferente, la solución descrita en la solicitud WO2007/099571 prevé la construcción de al menos una abertura en la pared inferior de la unidad exterior para el paso del flujo de aire. La unidad de la solicitud WO2007/099571, por lo tanto, tiene que mantenerse elevada de una superficie de base, por ejemplo, mediante soportes adecuados, o, si se coloca sobre una base, tiene que preverse la construcción de aberturas y conductos de aire en esta base que permitan colocar la unidad exterior en comunicación de fluido con el entorno exterior a través de la abertura de la pared inferior antes mencionada. Esto conlleva un aumento inevitable de los costes y del tiempo necesario para poner en funcionamiento la unidad conocida.In a different way, the solution described in the application WO2007/099571 provides for the construction of at least one opening in the lower wall of the outdoor unit for the passage of the air flow. The unit of application WO2007/099571, therefore, has to be kept elevated from a base surface, for example by suitable supports, or, if placed on a base, provision has to be made for the construction of openings and air ducts. on this base that allow the outdoor unit to be placed in fluid communication with the external environment through the opening in the aforementioned lower wall. This leads to an inevitable increase in costs and time required to put the known unit into operation.
Además, el hecho de no prever aberturas en la superficie inferior 2 evita el debilitamiento estructural en esta región de la carcasa 1, sobre la que recae el peso de la unidad cuando está colocada sobre una base.Furthermore, the fact of not providing openings in the lower surface 2 avoids structural weakening in this region of the housing 1, on which the weight of the unit falls when it is placed on a base.
De manera más general, según un aspecto de la invención, la superficie inferior 2, la superficie posterior 5 y las superficies laterales 25, 26 están cerradas, es decir, no están provistas de una o varias aberturas para el paso del flujo de aire 10 hacia y desde el entorno exterior con respecto a la carcasa 1.More generally, according to one aspect of the invention, the bottom surface 2, the rear surface 5 and the side surfaces 25, 26 are closed, that is, they are not provided with one or more openings for the passage of the air flow 10. to and from the external environment with respect to housing 1.
Esta característica resulta especialmente ventajosa para empotrar la unidad de intercambio de calor 100 en una pared o tabique.This feature is especially advantageous for embedding the heat exchange unit 100 in a wall or partition.
Además, el hecho de que al menos una parte del ventilador 9 y de la segunda abertura 7 estén separadas con respecto al eje X del intercambiador de calor 11 y de la primera abertura 6, respectivamente, permite reducir el espesor, es decir, la profundidad, de la unidad de intercambio de calor 100, preferentemente a favor de su desarrollo a lo largo del eje X. La unidad 100 se revela así particularmente adecuada para ser fijada de manera saliente a una pared exterior de un edificio o para ser empotrada en la propia pared exterior, como se describirá mejor a continuación.Furthermore, the fact that at least a part of the fan 9 and the second opening 7 are separated with respect to the axis , of the heat exchange unit 100, preferably in favor of its development along the own exterior wall, as will be better described below.
Según un aspecto de la invención, la primera y la segunda aberturas 6, 7 se realizan en la superficie frontal 4 y en la superficie superior 3 de la carcasa 1, respectivamente. Esto resulta especialmente ventajoso en términos de circulación del flujo de aire 10 desde y hacia el entorno exterior a través de la unidad 100. According to one aspect of the invention, the first and second openings 6, 7 are made in the front surface 4 and in the upper surface 3 of the housing 1, respectively. This is especially advantageous in terms of the circulation of air flow 10 to and from the external environment through the unit 100.
Según la invención reivindicada, el ventilador 9 se coloca en el canal 8 entre la primera abertura 6 y el intercambiador de calor 11. De este modo, la separación entre el ventilador 9 y la cara inferior 2 es menor que la existente entre la cara inferior 2 y el intercambiador de calor 11.According to the claimed invention, the fan 9 is placed in the channel 8 between the first opening 6 and the heat exchanger 11. In this way, the separation between the fan 9 and the lower face 2 is smaller than that between the lower face 2 and heat exchanger 11.
Además, esta característica permite la formación en la superficie frontal 4 de una abertura 6 que tiene una extensión relativamente limitada, preferentemente correspondiente sustancialmente a la extensión radial de las aspas 91 del ventilador 9. En otras palabras, la extensión de la primera abertura 6 y la de la abertura de entrada 93 del ventilador 9 pueden coincidir sustancialmente, evitando así la construcción de una rejilla considerable, con las ventajas resultantes en términos de apariencia estética que pueden atribuirse a la unidad de intercambio de calor según la invención.Furthermore, this feature allows the formation on the front surface 4 of an opening 6 that has a relatively limited extension, preferably corresponding substantially to the radial extension of the blades 91 of the fan 9. In other words, the extension of the first opening 6 and that of the inlet opening 93 of the fan 9 can substantially coincide, thus avoiding the construction of a considerable grille, with the resulting advantages in terms of aesthetic appearance that can be attributed to the heat exchange unit according to the invention.
De manera diferente, los dispositivos ilustrados en los documentos JP 2011 149593 A, EP 3070410 A1 y W0 2004/083734 prevén la interposición del elemento de intercambio de calor entre los respectivos ventilador/ventiladores y la abertura de admisión formada en la carcasa. Esta disposición implica la producción de una gran abertura frontal de admisión, que puede compararse sustancialmente con la extensión del elemento de intercambio de calor, con el fin de producir un intercambio de energía térmica entre el aire y el fluido de funcionamiento que circula por el mencionado elemento de intercambio de calor. Por ello, estos dispositivos resultan estéticamente poco adecuados para su uso en el exterior de los edificios.Differently, the devices illustrated in JP 2011 149593 A, EP 3070410 A1 and W0 2004/083734 provide for the interposition of the heat exchange element between the respective fan/fans and the intake opening formed in the housing. This arrangement involves the production of a large front intake opening, which can be substantially compared to the extension of the heat exchange element, in order to produce an exchange of thermal energy between the air and the operating fluid circulating through the aforementioned heat exchange element. Therefore, these devices are aesthetically unsuitable for use outside buildings.
Según un aspecto de la invención, el ventilador 9 está dispuesto para promover una circulación del flujo de aire 10 desde la primera abertura 6 a la segunda abertura 7.According to one aspect of the invention, the fan 9 is arranged to promote a circulation of air flow 10 from the first opening 6 to the second opening 7.
Esta característica resulta especialmente ventajosa para optimizar la circulación del flujo de aire 10, que es aspirado por el ventilador 9 en el interior del canal 8 a través de la primera abertura 6 y expulsado al entorno exterior a través de la segunda abertura 7 tras atravesar la unidad de intercambio de calor 100.This feature is especially advantageous to optimize the circulation of the air flow 10, which is drawn in by the fan 9 inside the channel 8 through the first opening 6 and expelled to the outside environment through the second opening 7 after passing through the heat exchange unit 100.
Con referencia a la figura 3, el ventilador 9 se coloca preferentemente en una posición adyacente a la primera abertura 6, de tal manera que las aspas del ventilador 9 estén orientadas hacia la primera abertura 6. De este modo, en el espacio del canal 8, entre el ventilador 9 y el intercambiador de calor 11, pueden disponerse fácilmente uno o varios filtros de aire para eliminar las partículas presentes en el flujo de aire 10. La presencia de los mencionados filtros de aire permite proteger el intercambiador de calor 11 del polvo fino, preservando el correcto funcionamiento del mismo. Además, esta característica resulta especialmente ventajosa para limitar la dimensión en términos de profundidad de la unidad de intercambio de calor 100, de modo que pueda empotrarse fácilmente en una pared del edificio o disponerse dentro del propio edificio con un impacto visual mínimo.With reference to Figure 3, the fan 9 is preferably placed in a position adjacent to the first opening 6, such that the fan blades 9 are oriented towards the first opening 6. Thus, in the space of the channel 8 , between the fan 9 and the heat exchanger 11, one or more air filters can be easily arranged to eliminate particles present in the air flow 10. The presence of the aforementioned air filters makes it possible to protect the heat exchanger 11 from dust. fine, preserving its correct functioning. Furthermore, this feature is especially advantageous for limiting the depth dimension of the heat exchange unit 100, so that it can be easily embedded in a building wall or arranged within the building itself with minimal visual impact.
Según la invención reivindicada, el ventilador 9 es de tipo centrífugo (radial). Alternativamente, el ventilador 9 puede ser de tipo axial. El ventilador axial no forma parte de la invención reivindicada.According to the claimed invention, the fan 9 is of centrifugal (radial) type. Alternatively, the fan 9 may be of axial type. The axial fan is not part of the claimed invention.
La provisión de un ventilador centrífugo 9 permite ventajosamente una admisión de flujo de aire en una primera dirección y el transporte del flujo de aire en una segunda dirección, que es normal a la primera.The provision of a centrifugal fan 9 advantageously allows an intake of air flow in a first direction and the transport of the air flow in a second direction, which is normal to the first.
Específicamente, el flujo de aire 10 es aspirado hacia el interior de la carcasa 92 del ventilador 9 a través de la abertura de entrada 93 y es conducido hacia la abertura de salida 94 a través de la cual el flujo de aire 10 es descargado de la carcasa 92 mencionada anteriormente en dirección perpendicular al eje de rotación Y de las aspas 91. Preferentemente, la carcasa 92 del ventilador 9 tiene forma de hélice.Specifically, the air flow 10 is drawn into the housing 92 of the fan 9 through the inlet opening 93 and is conducted towards the outlet opening 94 through which the air flow 10 is discharged from the housing 92 mentioned above in a direction perpendicular to the Y axis of rotation of the blades 91. Preferably, the housing 92 of the fan 9 is propeller-shaped.
Según un aspecto de la invención, el eje de rotación Y de las aspas 91 del ventilador 9 es transversal, en particular ortogonal, al eje X.According to one aspect of the invention, the rotation axis Y of the blades 91 of the fan 9 is transverse, in particular orthogonal, to the X axis.
De este modo, la profundidad de la unidad de intercambio de calor según la invención puede limitarse sustancialmente al requisito espacial del ventilador 9 alrededor del eje de rotación Y, es decir, la extensión radial de las aspas 91 no influye en las dimensiones de la profundidad de la unidad de intercambio de calor según la invención.In this way, the depth of the heat exchange unit according to the invention can be substantially limited to the spatial requirement of the fan 9 around the rotation axis Y, that is, the radial extension of the blades 91 does not influence the depth dimensions. of the heat exchange unit according to the invention.
De forma diferente, el dispositivo descrito en el documento JP 2011 149593 está provisto de ventiladores axiales que están posicionados en la región de la superficie superior de la estructura de soporte respectiva, con una gran extensión resultante en términos de profundidad del dispositivo como resultado de la dimensión radial de las aspas de los ventiladores. Por lo tanto, este dispositivo resulta poco adecuado para empotrarlo en una pared.Differently, the device described in JP 2011 149593 is provided with axial fans that are positioned in the region of the upper surface of the respective support structure, with a resulting large extension in terms of depth of the device as a result of the radial dimension of fan blades. Therefore, this device is not suitable for embedding in a wall.
Preferentemente, el eje de rotación Y de las aspas 91 es sustancialmente ortogonal a una extensión vertical del canal 8. Preferentemente, el ventilador 9 está dispuesto de tal manera que las aspas 91 estén orientadas hacia la abertura 6 realizada en la superficie frontal 4.Preferably, the axis of rotation Y of the blades 91 is substantially orthogonal to a vertical extension of the channel 8. Preferably, the fan 9 is arranged such that the blades 91 are oriented towards the opening 6 made in the front surface 4.
De esta manera, el ventilador centrífugo 9 está provisto para aspirar el flujo de aire 10 en una primera dirección transversal a la superficie frontal 4 y dirigir este flujo hacia la superficie superior 3 a lo largo del eje X, mejorando así la circulación del flujo de aire 10. El flujo de aire 10 que se dirige por el canal 8 fluye por tanto a lo largo del eje X en dirección al intercambiador de calor 11 situado por encima del ventilador centrífugo 9, obteniéndose así un intercambio eficaz de energía térmica entre el flujo de aire 10 y un fluido de funcionamiento que circula por el intercambiador de calor 11.In this way, the centrifugal fan 9 is provided to suck the air flow 10 in a first direction transverse to the front surface 4 and direct this flow towards the upper surface 3 along the X axis, thus improving the circulation of the air flow 10. The air flow 10 that is directed through the channel 8 therefore flows along the X axis in the direction of the heat exchanger 11 located above the centrifugal fan 9, thus obtaining an efficient exchange of thermal energy between the air flow 10 and an operating fluid circulating through the heat exchanger 11.
El ventilador 9 de tipo centrífugo se caracteriza por una elevada presión estática que permita compensar las posibles pérdidas de carga debidas al rozamiento entre el flujo de aire y las paredes internas del canal 8.The centrifugal type fan 9 is characterized by a high static pressure that makes it possible to compensate for possible pressure losses due to friction between the air flow and the internal walls of channel 8.
Según la invención reivindicada, el intercambiador de calor 11 tiene un perfil en forma de V. En particular, la sección transversal del intercambiador 11 obtenida seccionándolo con un plano a paralelo al eje X, preferentemente paralelo a las superficies laterales 25, 26 de la carcasa 1, tiene forma de V.According to the claimed invention, the heat exchanger 11 has a V-shaped profile. In particular, the cross section of the exchanger 11 obtained by sectioning it with a plane parallel to the X axis, preferably parallel to the side surfaces 25, 26 of the casing 1, has a V shape.
Esta característica se considera especialmente ventajosa para aumentar la superficie de intercambio de calor del intercambiador de calor 11 con respecto, por ejemplo, al intercambiador de calor en forma de panel descrito en el documento EP3070410 A1. Por otra parte, el dispositivo descrito en el documento W0 2004/083734 tiene un intercambiador de calor en forma de U que inevitablemente conduce a un aumento de la profundidad del dispositivo, 10 que lo hace inadecuado para ser empotrado en las paredes de los edificios.This feature is considered especially advantageous to increase the heat exchange surface of the heat exchanger 11 with respect to, for example, the panel-shaped heat exchanger described in EP3070410 A1. On the other hand, the device described in document W0 2004/083734 has a U-shaped heat exchanger which inevitably leads to an increase in the depth of the device, making it unsuitable for being embedded in the walls of buildings.
Preferentemente, el intercambiador de calor 11 comprende un par de paneles 11a, 11b (también denominados baterías) que están fijados entre sí por sus bordes respectivos y dispuestos de manera que confieren al intercambiador de calor 11 una forma en V. El par de paneles 11a, 11b del intercambiador de calor 11 están preferentemente inclinados con respecto al eje X de la carcasa 1.Preferably, the heat exchanger 11 comprises a pair of panels 11a, 11b (also called batteries) which are fixed to each other by their respective edges and arranged in such a way as to give the heat exchanger 11 a V shape. The pair of panels 11a , 11b of the heat exchanger 11 are preferably inclined with respect to the X axis of the housing 1.
Preferentemente, el intercambiador de calor 11 tiene un perfil en forma de V invertida. En otras palabras, el intercambiador de calor 11 tiene una formación en forma de V invertida con el vértice 11c del intercambiador de calor 11 que rota hacia la superficie superior 3. Esta disposición confiere al intercambiador de calor 11 una formación en V invertida con respecto a la superficie inferior 2.Preferably, the heat exchanger 11 has an inverted V-shaped profile. In other words, the heat exchanger 11 has an inverted V-shaped formation with the vertex 11c of the heat exchanger 11 rotating towards the upper surface 3. This arrangement gives the heat exchanger 11 an inverted V formation with respect to the lower surface 2.
Esta característica resulta especialmente ventajosa con el intercambiador de calor 11 situado encima del ventilador 9 de tipo centrífugo. De hecho, el flujo de aire 10 que sales descargado del ventilador 9 se dirige hacia el vértice 11c del intercambiador de calor 11 para ser descargado por la segunda abertura 7 de la carcasa 1 después de pasar a gtravés del par de paneles 11a, 11b mencionados anteriormente.This feature is especially advantageous with the heat exchanger 11 located above the centrifugal fan 9. In fact, the air flow 10 discharged from the fan 9 is directed towards the vertex 11c of the heat exchanger 11 to be discharged through the second opening 7 of the casing 1 after passing through the pair of panels 11a, 11b mentioned. previously.
Con referencia a la figura 3, el intercambiador de calor 11 está dispuesto preferentemente en el interior del canal 8 para poder ser atravesado por el flujo de aire 10 con el fin de provocar un intercambio de energía térmica entre el flujo de aire 10 y un fluido de funcionamiento que circula por un serpentín del intercambiador de calor 11.With reference to Figure 3, the heat exchanger 11 is preferably arranged inside the channel 8 so that it can be crossed by the air flow 10 in order to cause an exchange of thermal energy between the air flow 10 and a fluid. of operation that circulates through a coil of the heat exchanger 11.
El fluido de funcionamiento puede ser un fluido refrigerante o agua. La formación en V invertida permite ventajosamente aumentar la eficacia del intercambio térmico entre el flujo de aire 10 y el fluido de funcionamiento del intercambiador de calor 11.The operating fluid can be a cooling fluid or water. The inverted V formation advantageously makes it possible to increase the efficiency of the heat exchange between the air flow 10 and the operating fluid of the heat exchanger 11.
Preferentemente, la unidad de intercambio de calor 100 comprende medios de conexión hidráulicos y eléctricos 16 que se proporcionan para conectar operativamente la unidad de intercambio de calor 100 a una o más unidades internas y/o dispositivos de distribución de agua sanitaria y/o dispositivos de refrigeración.Preferably, the heat exchange unit 100 comprises hydraulic and electrical connection means 16 that are provided to operatively connect the heat exchange unit 100 to one or more internal units and/or sanitary water distribution devices and/or refrigeration.
En particular, los medios de conexión hidráulica conectan operativamente el serpentín del intercambiador de calor 11 con tuberías que están previstas para conducir el fluido de funcionamiento desde el serpentín hacia los circuitos hidráulicos de las unidades internas y/o los dispositivos antes mencionados, y viceversa.In particular, the hydraulic connection means operatively connect the heat exchanger coil 11 with pipes that are intended to conduct the operating fluid from the coil to the hydraulic circuits of the internal units and/or the aforementioned devices, and vice versa.
Según un aspecto de la invención, la unidad de intercambio de calor 100 comprende un par de recipientes 12, 13 para recoger el agua de condensación y que se colocan en la región de los respectivos extremos distales 14, 15 del intercambiador de calor 11 con respecto al vértice 11c del mismo. De este modo, se evita que el agua de condensación fluya hacia el ventilador 9.According to one aspect of the invention, the heat exchange unit 100 comprises a pair of containers 12, 13 for collecting condensation water and which are placed in the region of the respective distal ends 14, 15 of the heat exchanger 11 with respect to to vertex 11c thereof. This prevents condensation water from flowing into fan 9.
Con referencia a las figuras 2 y 3, la superficie posterior 5 de la unidad de intercambio de calor 100 puede estar provista de unos primeros medios de enganche 17 dispuestos para ser conectados de manera estable a unos segundos medios de enganche 18, pudiendo estos medios fijarse a una pared exterior de un edificio con el fin de soportar la carcasa 1. Preferentemente, los medios de enganche primero y segundo 17, 18 están construidos de manera similar a un ojal y de manera similar a un gancho, respectivamente. Alternativamente, la superficie posterior 5 está provista de uno o más ganchos provistos de los respectivos soportes para fijar los ganchos a una pared. En una realización de la invención, la unidad de intercambio de calor 100 puede comprender además un compresor que se aloja en la carcasa 1 y que está conectado operativamente al intercambiador de calor 11. With reference to Figures 2 and 3, the rear surface 5 of the heat exchange unit 100 may be provided with first hooking means 17 arranged to be stably connected to second hooking means 18, these means being able to be fixed to an exterior wall of a building in order to support the casing 1. Preferably, the first and second hooking means 17, 18 are constructed in an eyelet-like manner and in a hook-like manner, respectively. Alternatively, the rear surface 5 is provided with one or more hooks provided with respective brackets for fixing the hooks to a wall. In one embodiment of the invention, the heat exchange unit 100 may further comprise a compressor that is housed in the housing 1 and is operatively connected to the heat exchanger 11.
Con referencia a las figuras 6 y 7, la unidad de intercambio de calor 100 puede estar dispuesta, al menos parcialmente, en el interior de un asiento 19 que está formado en una pared exterior 20 de un edificio. Este asiento 19 puede formarse en la fase de construcción del edificio.Referring to Figures 6 and 7, the heat exchange unit 100 may be arranged, at least partially, inside a seat 19 that is formed in an exterior wall 20 of a building. This seat 19 can be formed in the construction phase of the building.
La carcasa 1 puede estabilizarse en el asiento 19 mediante el uso de los medios de enganche primero y segundo 17, 18, estando el segundo medio de enganche 18 fijado a una pared posterior 21 del asiento 19.The housing 1 can be stabilized on the seat 19 by using the first and second hooking means 17, 18, the second hooking means 18 being fixed to a rear wall 21 of the seat 19.
Si la segunda abertura 7 se realiza en la superficie superior 3 de la carcasa 1, es preferente construir el asiento 19 de tal manera que quede definido entre la superficie superior 3 de la carcasa 1 y la superficie superior 23 del asiento 19 un espacio 22 suficientemente grande para garantizar la circulación del flujo 10 y el correcto funcionamiento de la unidad de intercambio de calor 100 cuando se aloja en el asiento 19.If the second opening 7 is made in the upper surface 3 of the housing 1, it is preferable to construct the seat 19 in such a way that a sufficiently large space 22 is defined between the upper surface 3 of the housing 1 and the upper surface 23 of the seat 19. large to ensure the circulation of the flow 10 and the correct operation of the heat exchange unit 100 when housed in the seat 19.
Preferentemente, el espacio 22 está cerrado con respecto al entorno exterior mediante un panel provisto de una rejilla para el paso del flujo de aire 10.Preferably, the space 22 is closed with respect to the outside environment by a panel provided with a grille for the passage of the air flow 10.
Puede haber un conductor 26a dentro del espacio 22 entre la segunda abertura 7 de la carcasa 1 y el panel que cierra el espacio 22 por la parte frontal.There may be a conductor 26a within the space 22 between the second opening 7 of the housing 1 and the panel that closes the space 22 from the front.
El asiento 19 puede cerrarse con respecto al entorno exterior mediante un panel frontal 24, de tal manera que la superficie frontal 4 de la carcasa 1 esté sustancialmente cerca de la superficie interna del panel frontal 24. El panel frontal 24 está provisto preferentemente de un par de rejillas que se colocan en la región de la primera abertura 6 y la segunda abertura 7, respectivamente, o el espacio 22 si está previsto, con el fin de permitir la circulación del flujo de aire 10.The seat 19 can be closed with respect to the external environment by a front panel 24, such that the front surface 4 of the housing 1 is substantially close to the inner surface of the front panel 24. The front panel 24 is preferably provided with a pair of grilles that are placed in the region of the first opening 6 and the second opening 7, respectively, or the space 22 if provided, in order to allow the circulation of the air flow 10.
Con referencia a las figuras 8 y 9, la unidad de intercambio de calor 100 puede estar dispuesta, al menos parcialmente, en un entorno interno de un edificio. En este caso, la superficie frontal 4 de la carcasa 1 está orientada hacia la superficie interior de una pared exterior 20 del edificio.Referring to Figures 8 and 9, the heat exchange unit 100 may be arranged, at least partially, in an internal environment of a building. In this case, the front surface 4 of the housing 1 faces the inner surface of an exterior wall 20 of the building.
Las aberturas 6, 7 de la carcasa 1 están conectadas en el exterior del edificio por medio de aberturas respectivas 27, 28 que están realizadas en la pared exterior 20 y preferentemente protegidas por una rejilla anti-intrusión. Puede haber un conductor 26b entre la segunda abertura 7 de la carcasa 1 y la superficie interna de la pared exterior 20 del edificio.The openings 6, 7 of the housing 1 are connected to the outside of the building by means of respective openings 27, 28 that are made in the outer wall 20 and preferably protected by an anti-intrusion grille. There may be a conductor 26b between the second opening 7 of the casing 1 and the inner surface of the outer wall 20 of the building.
Como resultado de una característica o de la combinación de una pluralidad de características de la invención descritas anteriormente, la profundidad de la unidad de intercambio de calor 100 puede estar comprendida entre 30 y 40 cm. La altura de la unidad de intercambio de calor 100, es decir, la extensión de la misma a lo largo del eje X, puede estar comprendida entre 90 y 160 cm, mientras que la anchura puede estar comprendida entre 100 y 140 cm. La potencia calorífica de la unidad de intercambio de calor 100 puede estar comprendida entre 5 y 25 kW.As a result of one feature or a combination of a plurality of features of the invention described above, the depth of the heat exchange unit 100 may be between 30 and 40 cm. The height of the heat exchange unit 100, that is, its extension along the X axis, may be between 90 and 160 cm, while the width may be between 100 and 140 cm. The heating power of the heat exchange unit 100 may be between 5 and 25 kW.
La invención resuelve así el problema planteado, logrando al mismo tiempo una pluralidad de ventajas. En particular, la invención resuelve el problema de la dificultad de disposición de una unidad de intercambio de calor para bombas de calor o acondicionadores de aire, manteniendo al mismo tiempo un reducido requerimiento espacial de la propia unidad de intercambio de calor. The invention thus solves the problem posed, while achieving a plurality of advantages. In particular, the invention solves the problem of the difficulty of arranging a heat exchange unit for heat pumps or air conditioners, while maintaining a reduced spatial requirement of the heat exchange unit itself.
Claims (12)
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