ES2255510T3 - Aparato de refrigeracion. - Google Patents

Abstract

Aparato de transferencia de calor para enfriar un medio, comprendiendo el aparato un miembro poroso para contener un refrigerante y permitir al refrigerante que se evapore desde el mismo a fin de enfriar el refrigerante contenido en el miembro poroso, y un tubo térmico que tiene una primera y una segunda regiones extremas, estando dispuesta la primera región extrema en comunicación térmica con el miembro poroso y pudiéndose disponer la segunda región extrema en comunicación térmica con el medio a enfriar, con lo cual la evaporación del refrigerante del miembro poroso enfría la primera región extrema del tubo térmico para hacer que el tubo térmico transfiera calor desde la segunda región extrema a la primera región extrema y con ello transfiera calor del medio y enfríe dicho medio.

Description

Aparato de refrigeración.

Esta invención se refiere a un aparato de refrigeración. Más particularmente, pero no exclusivamente, la invención se refiere a un aparato de refrigeración para uso en enfriar un espacio cerrado, por ejemplo un edificio.

La sociedad moderna tiene un crecimiento en la dependencia del aire acondicionado. Sin embargo, los sistemas de aire acondicionado convencionales consumen grandes cantidades de energía, la cual es producida a expensas de la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Adicionalmente, a lo largo de los pasados 60 años se han usado los clorofluorocarbonos (CFC) como refrigerante para los sistemas de aire acondicionado, pero actualmente se sabe que éstos contribuyen a la disminución de la capa de ozono y al calentamiento global. Las preocupaciones ambientales sobre estos asuntos han conducido a un interés por el desarrollo de sistemas de aire acondicionado respetuosos con el medio ambiente.

La especificación Nº FR-A-979 944 describe un aparato de refrigeración para enfriar aire. El aparato comprende tubos porosos para contener agua y permitir que el agua se evapore de los mismos a fin de enfriar el agua contenida en los tubos porosos.

Según un aspecto de esta invención, se proporciona un aparato de transferencia de calor para enfriar un medio, comprendiendo el aparato un miembro poroso para contener un refrigerante y permitir al refrigerante que se evapore desde el mismo a fin de enfriar el refrigerante contenido en el miembro poroso, y un tubo térmico que tiene una primera y una segunda regiones extremas; estando dispuesta la primera región extrema en comunicación térmica con el miembro poroso y pudiéndose disponer la segunda región extrema en comunicación térmica con el medio a enfriar, con lo cual la evaporación del refrigerante del miembro poroso enfría la primera región extrema del tubo térmico para hacer que el tubo térmico transfiera calor desde la segunda región extrema a la primera región extrema y con ello transfiera calor del medio y enfríe dicho medio.

El medio puede rodear al menos una parte del aparato. En una realización, el aparato puede estar rodeado sustancialmente por completo por el medio.

En una realización, el miembro poroso puede estar dispuesto en dicha comunicación térmica con el medio. Preferiblemente, en esta realización, el calor puede ser transferido desde el medio a los medios de contención del refrigerante directamente.

En una realización, para uso con un medio gaseoso en dicha comunicación térmica con al menos una parte del aparato, el miembro poroso puede estar dispuesto de manera que esté rodeado por el medio gaseoso, de manera preferible sustancialmente rodeado por completo por el mismo. En esta realización, el calor puede ser transferido desde el medio gaseoso al miembro poroso, preferiblemente en forma directa.

Se pueden disponer medios de impulsión para impulsar el medio gaseoso sobre los medios de contención del refrigerante, con lo cual, al producirse la evaporación del refrigerante del miembro poroso, se enfría el medio gaseoso. Los medios de impulsión pueden ser un ventilador.

El aparato puede incluir además medios de secado para secar el medio fluido antes de que pase el medio fluido sobre los medios de contención del refrigerante. Los medios de secado pueden comprender un miembro de secado, el cual puede estar en forma de unos medios de contención adicionales que pueden comprender también un miembro poroso. Se puede disponer un agente de secado, por ejemplo un desecante, el cual puede estar en forma de un absorbente dispuesto en el miembro de secado. Se pueden disponer medios de aportación de absorbente para proporcionar absorbente al miembro de secado. Los medios de secado pueden comprender una pluralidad de dichos miembros de secado. Cada uno de dichos miembros de secado está dotado preferiblemente del agente de secado.

En otra realización, el aparato puede incluir medios de transferencia de calor en comunicación térmica con los medios de contención del refrigerante, donde se pueden disponer los medios de transferencia de calor de forma que estén en comunicación térmica con dicho medio, con lo cual los medios de transferencia de calor pueden transferir calor desde el medio al miembro poroso al producirse la evaporación del refrigerante de los medios de contención del refrigerante.

Se puede disponer un aparato de refrigeración para enfriar un medio, comprendiendo el aparato unos medios de contención de refrigerante y un tubo térmico en comunicación térmica con los medios de contención de refrigerante y estando adaptado para estar dispuesto en comunicación térmica con el medio, con lo cual se puede disponer un refrigerante en los medios de contención de refrigerante de tal manera que se pueda transferir calor del medio a través del tubo térmico a los medios de contención de refrigerante.

Preferiblemente, el tubo térmico está dispuesto de tal manera que al menos una parte del mismo esté rodeada por el medio. Se puede disponer el tubo térmico de tal manera que el tubo térmico esté rodeado sustancialmente por completo por el medio.

Preferiblemente, el aparato incluye además medios para suministrar el medio al aparato, con lo cual se puede transferir calor del medio al refrigerante a través del tubo térmico. Los medios para suministrar el medio pueden ser un conducto, por ejemplo un conducto para el suministro de un fluido, preferentemente un gas, por ejemplo aire.

Se pueden disponer aletas en el tubo térmico para mejorar la transferencia de calor al mismo o desde el mismo. Los medios de contención de refrigerante pueden ser en forma de un panel, el cual puede ser plano, o aplanado. Potencial o adicionalmente, los medios de contención de refrigerante pueden ser en forma de un recipiente. En una realización, el recipiente es sustancialmente de configuración cilíndrica.

El aparato puede comprender medios de aportación de refrigerante para proporcionar refrigerante a los medios de contención de refrigerante a fin de que se evapore desde los mismos. El refrigerante puede comprender agua.

En los casos en los que los medios de contención de refrigerante sean un recipiente, los medios de aportación de refrigerante pueden comprender un conducto para proporcionar dicho refrigerante al recipiente. Alternativamente, los medios de aportación de refrigerante pueden incluir medios para rociar dicho refrigerante sobre los medios de contención de refrigerante; esto es particularmente adecuado en los casos en los que los medios de contención de refrigerante son en forma de paneles, los cuales pueden ser sustancialmente cubiertos por un refrigerante por entero y permiten que los medios de contención de refrigerante así lo sean. Los medios de rociado pueden comprender boquillas.

Según otro aspecto de esta invención, se proporciona un método para enfriar un medio, comprendiendo dicho método proporcionar un aparato como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, disponer dicho tubo térmico en comunicación térmica con el medio, proporcionar un refrigerante sobre el miembro poroso con lo cual la evaporación del refrigerante del miembro poroso enfría el primer extremo del tubo térmico para hacer que el tubo térmico transfiera calor desde el segundo extremo al primer extremo, y con ello transfiera calor del medio y enfríe el medio.

Los medios de contención de refrigerante pueden comprender al menos un miembro poroso.

El medio puede ser un espacio cerrado o puede estar en un conducto que se comunica con el espacio cerrado.

El espacio cerrado puede comprender una sala de un edificio o puede ser una caja a mantener fría, por ejemplo, un frigorífico, o una caja refrigerada para el transporte de alimentos.

Los medios de contención de refrigerante pueden ser provistos dentro del espacio cerrado, con lo cual la evaporación de dicho refrigerante causa directamente dicho enfriamiento del medio gaseoso en el espacio cerrado. Alternativamente, los medios de contención de refrigerante pueden estar fuera del espacio cerrado en comunicación térmica indirecta con dicho espacio cerrado, pudiendo ser dicha comunicación por medios de transferencia de calor, por ejemplo un intercambiador de calor o un tubo térmico.

Según otro aspecto de la invención, se proporciona el uso de un aparato como el descrito anteriormente para enfriar un medio, comprendiendo proporcionar dicho aparato, disponer dicho tubo térmico en comunicación térmica con el medio, proporcionar un refrigerante en el miembro poroso con lo cual la evaporación del refrigerante del miembro poroso enfría el primer extremo del tubo térmico para hacer que el tubo térmico transfiera calor desde el segundo extremo al primer extremo, y con ello transferir calor del primer extremo y enfriar el medio.

A continuación se describirán realizaciones de la invención sólo a título de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la Fig. 1 es una vista esquemática de un aparato conocido de transferencia de calor;

la Fig. 2 es una vista esquemática de una realización de un aparato de transferencia de calor según la invención;

la Fig. 3 es una vista de un aparato de transferencia de calor para su uso en la refrigeración indirecta en realizaciones según la invención;

las Figs. 4 y 5 son representaciones diagramáticas alternativas de un aparato de transferencia de calor para su uso en la refrigeración de una sala en realizaciones según la invención;

la Fig. 6 es una representación diagramática de una realización adicional de un aparato de transferencia de calor para su uso en la refrigeración de una sala en realizaciones según la invención;

la Fig. 7 es una vista esquemática en corte de un aparato de transferencia de calor correspondiente a una realización adicional según la invención;

la Fig. 8 es una alternativa a la realización según la invención mostrada en la Fig. 7;

las Figs. 9 y 10 son representaciones diagramáticas esquemáticas de un Aparato de transferencia de calor para enfriar una caja según la invención;

la Fig. 11 es una representación esquemática de un aparato de transferencia de calor para uso en la refrigeración directa;

la Fig. 12 es una vista lateral en corte de un aparato de transferencia de calor que emplea medios de secado, utilizando refrigeración directa;

la Fig. 13 es una vista a lo largo de las líneas XIII-XIII de la Fig. 12;

la Fig. 14 es una vista del aparato mostrado en las Figs. 12 y 13 en un modo de funcionamiento;

la Fig. 15 es una vista del aparato mostrado en las Figs. 12, 13 y 14 en otro modo de funcionamiento;

la Fig. 16 es una representación diagramática de una unidad de refrigeración que emplea refrigeración evaporativa directa;

la Fig. 17 es una representación diagramática de una unidad de refrigeración que emplea refrigeración evaporativa indirecta según la invención;

la Fig. 18 es una vista lateral en corte de un edificio que emplea refrigeración evaporativa indirecta con un aparato de transferencia de calor según la invención;

la Fig. 19 es una vista lateral de un edificio similar al mostrado en la Fig. 18 pero que emplea refrigeración evaporativa directa con un aparato de transferencia de calor; y

la Fig. 20 es una vista en perspectiva de un panel poroso para uso en alguna de las realizaciones según la invención.

Haciendo referencia a la Fig. 1, se muestra en forma de diagrama un aparato 10 conocido de transferencia de calor en la forma de un aparato de refrigeración que comprende un recipiente 12 formado de un material poroso, por ejemplo arcilla u otro material cerámico. Un refrigerante, en forma adecuada agua, está contenido dentro del recipiente 12. El agua es absorbida en el material poroso y se evapora desde el mismo, como se indica mediante las flechas A. Conforme se evapora el agua, se extrae el calor latente de evaporación del aire que rodea el recipiente 12. Esto da lugar a que se enfríe el aire.

Haciendo referencia a la Fig. 2 se muestra esquemáticamente una realización de un aparato 10 según la invención que comprende un recipiente 12 formado de un material poroso, por ejemplo arcilla u otro material cerámico. El recipiente 12 contiene un refrigerante, en este caso agua 14. Dentro del recipiente 12 se dispone un tubo térmico 16. Una región extrema 16A está sumergida en el agua 14 del recipiente 12, y la otra región extrema 16B está dispuesta dentro de un conducto 18 a través del cual se dirige aire, como se indica mediante las flechas 20A, 20B. Se pretende usar el aire dentro del conducto 18 para enfriar una sala (no representada).

El extremo 16B del tubo térmico 16 está provisto de aletas 22, las cuales ayudarán a la transferencia de calor, como se explicará a continuación.

El agua 14 es absorbida en el material poroso del recipiente 12, y se evapora desde el mismo, como se indica mediante las flechas A. La evaporación enfría no sólo el aire que rodea el recipiente 12 sino también el agua 14 situada dentro del recipiente 12. Esto a su vez enfría la región extrema 16A del tubo térmico 16.

Como se indica mediante la flecha 20B, se dirige aire caliente sobre el extremo 16B del tubo térmico 16. Las aletas que se extienden desde la región extrema 16B permiten transferir el calor desde el aire caliente que choca con las aletas 22 en la región extrema 16B del tubo térmico 16. De esta manera, se establece una diferencia de temperatura entre el extremo 16A del tubo térmico 16 y el extremo 16B del mismo. Así, se extrae calor del aire en el conducto 18 y se transfiere desde la región extrema 16B a la región extrema 16A, como se indica por las flechas B. Por consiguiente, el aire caliente (como se indica por las flechas 20B) es enfriado conforme pasa sobre las aletas 22 y el aire frío pasa desde las mismas, como se indica por las flechas 20A. A continuación el aire frío pasa al interior de la sala a enfriar.

De este modo, se observará que el miembro poroso 12 se puede usar para fines de refrigeración, bien directamente, como se muestra en la Fig. 1, o bien indirectamente, como se muestra en la Fig. 2.

La Fig. 3 muestra una realización de un aparato 110 de transferencia de calor según la invención adecuado para su uso en la refrigeración indirecta. El aparato 110 de transferencia de calor comprende un miembro poroso 112, el cual puede tener forma de un panel, o un recipiente formado de un material poroso adecuado, por ejemplo arcilla u otro material. El aparato 110 incluye también un tubo térmico 114 que tiene unas regiones extremas opuestas 114A, 114B estando dispuesta la región extrema 114B dentro del miembro poroso 112 ó en una realización alternativa encajada en el mismo. El tubo térmico 114 se extiende así hacia fuera del miembro poroso 112. En la práctica, el aparato 110 de transferencia de calor está dispuesto de tal manera que se proporciona un refrigerante, por ejemplo agua, sobre el miembro poroso 112 y la región extrema 114A está colocada en un lugar que requiere enfriamiento. El agua se evapora desde el miembro poroso 112, como se indica por las flechas A, enfriando de esta forma el extremo 114B del tubo térmico 114. El calor es transferido desde la región extrema 114A a la región extrema 114B. De este modo, se enfrían las inmediaciones de la región 114A.

Haciendo referencia a las Figs. 4 a 10, se muestran usos del aparato 110 mostrado en la Fig. 3.

En la Fig. 4 se muestra esquemáticamente una sala 116. La sala 116 está definida por paredes, de las cuales sólo se representan dos, designadas 118, 120. Insertado en cada una de las paredes 118, 120 está un aparato 110 de transferencia de calor. Cada aparato 110 de transferencia de calor está insertado en la pared de tal manera que el tubo térmico 114 está empotrado en la pared a través de la mayoría de su longitud, con excepción de la parte de su longitud que se extiende dentro del miembro poroso 112.

Cada miembro poroso 112 está dispuesto fuera de la sala 116, y preferiblemente está fuera del edificio del cual forma parte la sala 116. Cada miembro poroso 112 está provisto de refrigerante en forma de agua. Se puede disponer también medios de aportación de agua, en forma de conductos (no representados) para reponer el agua que se haya evaporado del miembro poroso 112.

Un flujo de aire, como se indica por las flechas 122, a través de cada uno de los miembros porosos 112, mejora la evaporación del agua desde los miembros porosos 112. Así, se establece una diferencia de temperatura entre las regiones extremas opuestas del tubo térmico 114, y se transfiere el calor desde cada una de las paredes 118, 120 por el tubo térmico 114 a los miembros porosos 112, enfriando de esta manera las paredes 118, 120. El enfriamiento de las paredes 118, 120 a su vez, enfría la sala 116.

Se apreciará que las paredes 118, 120 pueden ser dotadas de una pluralidad de aparatos 110 de transferencia de calor dispuestos a lo largo de las paredes 118, 120.

Haciendo referencia a la Fig. 5, se muestra una variación de la realización mostrada en la Fig. 4, en la cual se usa el aparato 110 de transferencia de calor para enfriar un techo 124 de la sala 116, en vez de las paredes laterales. Cada uno de los aparatos 110 mostrados en la Fig. 5, comprende un miembro poroso 112, y un tubo térmico 114.

Se apreciará que, aunque la realización mostrada en la Fig. 5 muestra tubos térmicos 114 que se extienden alrededor de las esquinas 126, también se podría formar los tubos térmicos 114 sin esquinas 126, siendo sustancialmente de configuración recta o realmente de cualquier otro diseño o configuración adecuada. En funcionamiento, la disposición mostrada en la Fig. 5 trabaja de la misma manera que la disposición mostrada en la Fig. 4, con la excepción de que se enfría el techo en vez de las paredes.

Se apreciará nuevamente que la realización mostrada en la Fig. 5 podría comprender más de dos aparatos 110 extendiéndose a través del techo 124.

Haciendo referencia a la Fig. 6, se muestra en ella una realización adicional de aparato para la refrigeración de una sala 128, la cual comprende una pluralidad de aparatos 110 de transferencia de calor en los cuales los tubos térmicos 114 de los mismos están dispuestos en un primer conducto 130, y los miembros porosos 112 de los mismos están dispuestos en un segundo conducto 132. Se hace pasar aire del exterior por el conducto 130, en la dirección de la flecha 134, con lo cual se extrae calor del mismo por los tubos térmicos 114 de la manera anteriormente descrita. El aire enfriado es dirigido mediante la flecha 136 a una unidad 138 acondicionadora de aire, la cual dirige el aire enfriado, como muestra la flecha 140, a la sala 128. El aire calentado de la sala 128 es extraído de la misma, como muestra la flecha 142, para pasar al segundo conducto 132 sobre el miembro poroso 112, mejorando de esta forma la evaporación del agua del mismo. Después de pasar por el miembro poroso 112, se extrae el aire del conducto 132, como se muestra por las flechas 144. La realización mostrada en la Fig. 6, está dotada también de unos medios de aportación de agua en forma de una pluralidad de tubos 146 para proporcionar agua a los miembros porosos 112, y de medios de drenaje 148 para permitir el drenaje del exceso de agua de los miembros porosos 112.

En las Figs. 7 y 8 se muestra usos adicionales del aparato 110 de transferencia de calor para enfriar edificios.

Haciendo referencia a las Figs. 7 y 8, se muestra un tejado 150 de un edificio, teniendo el tejado 150 una parte alzada 152 en la cual se dispone una pluralidad de aparatos 110 de transferencia de calor. La parte alzada 152 está provista también de rejillas 154, las cuales se pueden desplazar desde un estado cerrado (no representado) a un estado abierto (como se muestra en las Figs. 7 y 8).

Los miembros porosos 112 están colocados fuera de la parte alzada 152 del tejado 150, y los tubos térmicos 114 se extienden desde los miembros porosos a través de la pared de la parte alzada 152 por el espacio interior de la misma. Los tubos térmicos 114 de cada uno de los aparatos 110 de transferencia de calor están dotados de nervios 156 para mejorar la transferencia de calor a los tubos térmicos 114.

Se dispone unos medios 158 de aportación de agua a los miembros porosos 112, y unos medios de drenaje 160 para drenar agua de los mismos.

En funcionamiento, el viento fuera del edificio fuerza al aire a través de las rejillas 114, tal como se indica por la flecha 162. El aire que entra en la parte alzada 152 pasa sobre los tubos térmicos 114. El agua que se evapora de los miembros porosos 112 da lugar a una reducción en la temperatura del miembro poroso 112 y a una transferencia de calor a lo largo de los tubos térmicos 114 a los miembros porosos 112. El calor es así extraído del aire que pasa a través de la parte alzada 152 por los tubos térmicos 114, y transferido a los miembros porosos 112. Así, el aire que entra a través de las rejillas 154 es enfriado. El aire enfriado de la parte alzada 152 pasa a través del tejado 150 al resto del edificio.

Haciendo referencia a la Fig. 8, se proporciona una modificación a la realización mostrada en la Fig. 7, la cual incluye medios de impulsión de aire en forma de una turbina 164 accionada por el viento, como se muestra por las flechas 165, y un ventilador 168 conectado a la turbina por un eje 170. El viento hace girar la turbina 164, la cual, a su vez, hace girar el ventilador 168. Esto desplaza el aire a través de las rejillas 154 y sobre los tubos térmicos 114.

Como se puede ver, los tubos térmicos 114 de la Fig. 8 no están provistos de nervios 158 para mejorar la transferencia de calor. La razón para esto se debe al desplazamiento del aire a través de las rejillas por el ventilador 164. Sin embargo, si se desea, se podrían disponer aletas 156.

Haciendo referencia a las Figs. 9 y 10, se muestra una realización que se usa para enfriar una caja, por ejemplo una caja fría, un refrigerador o una caja de picnic. En la Fig. 9, se proporciona una caja fría 172, la cual está definida por las paredes 174. Un par de tubos térmicos 114 se extienden desde un miembro poroso 112 a través de las paredes 174 de la caja fría 172 al interior de la misma. El agua está contenida dentro del miembro poroso 112.

El funcionamiento del aparato mostrado en la Fig. 9 es el mismo que el descrito anteriormente, en cuanto a que el agua se evapora del miembro poroso 112, según se indica por las flechad 176, con lo cual enfría el agua del miembro poroso 112, y crea una diferencia de temperatura entre los extremos 114A, 114B de los tubos térmicos 114, transfiriendo de este modo calor del interior de la caja fría a los tubos térmicos 114 según lo indicado por las flechas 178, enfriando así el interior de la caja fría. A fin de mantener frío el interior de la caja 172, las paredes 174 están aisladas.

Haciendo referencia a la Fig. 10, se muestra una modificación de la invención mostrada en la Fig. 9, en la cual se dispone un único aparato 110 en el cual se inserta el tubo térmico 114 a través de la pared 174 de la caja fría 172. Los medios 180 de aportación de agua suministran agua al miembro poroso 112 y los medios 182 de drenaje de agua drenan agua del mismo. Las aletas 184 están colocados en la región extrema del tubo térmico 114 dentro de la caja 172. El calor es extraído del interior de la caja a través de las aletas 184, como se indica por las flechas 186, y es transferido al miembro poroso 112 por el tubo térmico 114. El aire que pasa sobre el miembro poroso 112, como se indica por las flechas 188, mejora la evaporación del agua del mismo. Así, se enfría el interior de la caja 172.

Haciendo referencia a la Fig. 11, se muestra un aparato 200 de refrigeración en el cual se emplea refrigeración evaporativa directa. El aparato 200 incluye un aparato 210 de transferencia de calor que comprende una pluralidad de miembros porosos 212 dentro de un tubo 230. Unos medios de aportación de agua que comprenden una pluralidad de conductos 216, suministran agua a los miembros porosos 212 y unos medios de drenaje, en forma de conductos 218, drenan el agua no evaporada de los mismos. Aguas arriba del aparato 210 de transferencia de calor está un absorbedor 220 que comprende una pluralidad de miembros porosos 222. A los miembros porosos 222 se les suministra un absorbente adecuado para absorber agua a través de los conductos 226. El absorbente, y cualquier agua absorbida por el mismo, es drenado de los miembros porosos 222 a través de los conductos 226.

En funcionamiento, el aire que pasa a través del tubo 230 en la dirección indicada por la flecha 232 pasa sobre los miembros porosos 222 del absorbedor 220. El agua portada por el aire es absorbida en el absorbente y el calor de la absorción es transferido al aire. El aire calentado se desplaza, como indica la flecha 234, a los miembros porosos 212 del aparato 210 de transferencia de calor, con lo cual se extrae el calor del aire por evaporación del agua de los miembros porosos 212. Así, el agua extraída del absorbedor 220 es reemplazada por la evaporación de agua de los miembros porosos 212. Proporcionando unos medios porosos 214 adecuadamente conformados y dimensionados, el aire que pasa sobre los miembros porosos 212 puede ser enfriado por debajo de la temperatura del aire que incide sobre el absorbedor 220. El efecto general es que el aire que abandona el conducto 230, como se indica por la flecha 236, es enfriado con respecto al aire que entra en el conducto 230 y contiene la misma cantidad de agua. Así, no se altera la humedad de la sala que se pretende enfriar por el aparato 210.

Haciendo referencia a las Figs. 12 a 15, se muestra un conjunto 300 de refrigeración que comprende un aparato 310 de transferencia de calor, que consiste en una pluralidad de miembros porosos que se extienden radialmente en forma de paneles 312.

Debajo del aparato 310 de refrigeración se dispone un aparato 314 de secado que comprende una pluralidad de medios 316 de secado que se extienden radialmente, cada uno de los cuales contiene un desecante. El aparato 310 de transferencia de calor y el aparato 314 de secado están dispuestos alrededor de un conducto central 318 sustancialmente cilíndrico. Unas aletas 320 se extienden desde los miembros 316 por dentro del conducto central 318 adyacente al aparato 310 de refrigeración, estando las paredes internas del conducto central 318 provistas de un aislamiento térmico que se extiende circunferencialmente.

Alrededor del conducto central 318, del aparato 310 de refrigeración y del aparato 314 de secado se dispone una camisa 324 para un flujo de aire, teniendo la camisa 324 un tubo 325 de aportación de aire y un tubo 328 de expulsión de aire.

En una región estrecha 329 de la camisa 324 entre el aparato 312 de refrigeración y el aparato 314 de secado, se disponen unos álabes 330 móviles desde una primera posición para permitir que pase el aire desde el aparato 314 de secado al aparato 312 de refrigeración (véase la Fig. 14) y una segunda posición (véase la Fig. 15) en la cual los álabes 330 dirigen el aire a través de una abertura 338 e impiden que el aire de la camisa 324 entre en el aparato 310 de refrigeración.

Haciendo referencia a la Fig. 14, que muestra el aparato 30 en modo de refrigeración, el aire entra en la parte inferior de la camisa 324 a través del tubo 326, como se indica por la flecha 332. El aire pasa a través de la camisa 324 y sobre los miembros de secado 326 que eliminan el agua del aire. El calor de absorción del agua es transferido del desecante de los medios de secado 316 al aire. El aire entonces pasa a través de la región estrecha 329 al aparato 310 de refrigeración. A continuación, el aire pasa a los miembros porosos 312 causando que el agua de los mismos se evapore. De aquí, el aire que pasa sobre los miembros 312 es enfriado, y el aire toma agua de los miembros 312 para reemplazar el agua eliminada por el aparato 314 de secado y pasa a la sala para enfriarla. A continuación se expulsa el aire a través del tubo 328 tal como indica la flecha 333.

Se dispone unos medios de aportación para aportar agua a los miembros porosos 310, en forma de un conducto 334 y medios de drenaje en forma de un conducto 336 para drenar el agua no evaporada de los mismos.

Cuando los medios de secado están saturados de agua, los álabes 330 se desplazan a la segunda posición, como se muestra en la Fig. 15, y se suministra entonces calor a través del conducto 318. Se puede obtener el calor de cualquier fuente de calor adecuada, por ejemplo gas o calor de escape de algún otro aparato. El calor en forma de aire calentado entra en el extremo inferior, como muestra la flecha 336 y pasa sobre las aletas 320. El calor es transferido a través de las aletas 320 a los miembros de secado 316 y hace que el agua absorbida por el desecante se evapore de los mismos. Esta agua sale entonces de la camisa 324 a través de la abertura 338 dejada por los álabes 330 en la región estrecha 329. Cuando toda el agua ha sido arrastrada del desecante en las cámaras 316 de secado, se puede usar nuevamente el aparato para la refrigeración. El aire pasa a través de los conductos centrales 318 en el extremo superior, como indica la flecha 340.

Haciendo referencia a la Fig. 16, se muestra una unidad 400 adicional de refrigeración que usa refrigeración evaporativa directa. La unidad 400 comprende un aparato 410 de refrigeración en forma de una pluralidad de paneles porosos 412.

La unidad 400 incluye unos medios de aportación de agua en forma de una pluralidad de conductos 414 de aportación. Los conductos 414 están dotados de boquillas rociadoras 415 para rociar agua sobre los paneles 412. Una carcasa 416 se extiende alrededor del aparato 400. Unos medios de recirculación en forma de unos conductos adicionales 417 y una bomba 419 reciclan el exceso de agua de vuelta a los conductos 414 de aportación. También se proporciona agua de la red (no representada) para recuperar el agua que se suministra a los conductos de aportación 414.

Un ventilador 418 impulsa aire desde el exterior, como muestran las flechas 420 al interior de la unidad 400. El aire pasa sobre los paneles porosos, evaporando así el agua sobre los mismos, la cual, de esta manera, enfría el aire. El aire sale de la unidad por el extremo opuesto, como muestran las flechas 422. El aire que sale, como muestran las flechas 422, es aire húmedo enfriado.

Haciendo referencia a la Fig. 17, se muestra una realización adicional según la invención, en la cual se usa refrigeración evaporativa indirecta. La realización mostrada en la Fig. 17 comprende una unidad de refrigeración 500 que comprende un aparato 510 de refrigeración. El aparato 510 de refrigeración comprende dos paneles porosos 512 adyacentes dispuestos paralelos entre sí. Los paneles porosos 512 están dotados de una pluralidad de tubos térmicos 514, los cuales se extienden a ambos paneles 512.

La unidad 500 está dividida en una primera sección 516 para proporcionar aire frío a una sala. Los tubos térmicos 514 se extienden desde una pared divisora 518 en la primera sección 516. Se define una segunda sección en el lado opuesto a la primera sección 516 de la pared 518. Los paneles porosos 520 se disponen en la segunda sección 520. Los tubos térmicos 514 se extienden desde la pared divisora 518 a los paneles 520. Así, los tubos térmicos 514 se extienden desde la primera sección 516, a través de la pared divisora 518 a la segunda sección 520 y están encajados con ambos paneles porosos 512.

La unidad 500 comprende unos medios de aportación de agua que incluyen una pluralidad de conductos 522 de aportación que tienen boquillas 523 que rocían agua sobre los paneles 512. Se disponen unos medios de recirculación que comprenden unos conductos adicionales 524 y una bomba 525 para reciclar cualquier agua no evaporada desde los paneles de vuelta a los conductos 522 de aportación de agua. Se puede conectar un suministro de agua de la red (no representado) a los medios de aportación de agua para recuperar el agua perdida por evaporación.

En funcionamiento, el aire caliente pasa sobre los paneles 512 para enfriarse con la evaporación de agua de los mismos. Este aire es enfriado y lleva con el mismo el vapor de agua evaporado de los miembros porosos 512.

Al mismo tiempo, se hace pasar aire caliente a través de la primera sección 516 para incidir sobre el tubo térmico 514, donde el calor es extraído por los tubos térmicos 514, de la misma manera descrita para las realizaciones anteriores, y es transferido a los miembros porosos 512. Así, el aire es enfriado conforme pasa a través de la primera sección 516, con lo cual el aire que abandona la primera sección 516 está enfriado suficientemente para permitir que entre en una sala y proporcione un acondicionamiento de aire adecuado.

Haciendo referencia a la Fig. 18, se muestra una realización adicional de un aparato 610 según la invención para enfriar una sala 600. El aparato 610 comprende una pluralidad de paneles porosos 612 colocados adyacentes a las paredes fuera de la sala.

Al menos un tubo térmico 614 se extiende desde cada uno de los paneles porosos 612 a través de las paredes de la sala 600 al interior de la sala 600. Así, la evaporación del agua del panel poroso 612 hace que el calor sea extraído del aire que pasa sobre el tubo térmico 614, con lo cual se enfría dicho aire para permitir enfriar el edificio. El paso del aire está indicado por las flechas 615. Las regiones extremas 613 de los tubos térmicos 614, que se extienden dentro de la sala 600, están provistas de aletas 617 para mejorar la transferencia de calor desde el aire de la sala 600 a los tubos térmicos 614. En una realización alternativa, se puede sustituir los tubos térmicos 614 por serpentines de refrigeración de agua fría a través de los cuales se hace pasar agua enfriada en los paneles porosos 612. El agua fría que pasa a través de los serpentines enfriaría el flujo de aire. Por consiguiente, los serpentines pueden funcionar como un condensador que condensa el agua del flujo de aire. Se requerirían bandejas de goteo para recoger esta agua condensada.

Unos medios 616 de aportación de agua suministran agua a los paneles porosos 612, y unos medios de drenaje 618 drenan al agua no evaporada de los mismos.

Haciendo referencia a la Fig. 19, se muestra en la misma un aparato similar al mostrado en la Fig. 18, y los mismos elementos mostrados en la Fig. 18 se designan con los mismos números de referencia, con la excepción de que el enfriamiento se efectúa por refrigeración directa y los miembros porosos 612 están dispuestos dentro del edificio. El aire que entra en el edificio, como muestran las flechas 615, pasa directamente sobre los miembros porosos. Los miembros porosos son en forma de paneles 612, donde al pasar el aire sobre cada panel 612 se evapora el agua sobre el mismo, y se enfría el aire, y absorbe el agua, con lo cual se hace pasar aire húmedo frío al resto del edificio.

Haciendo referencia a la Fig. 20, se muestra un panel poroso 712 que se podría usar en el aparato mostrado en las Figs. 12 a 15, como los paneles porosos 312, o en la Fig. 17, como el panel poroso 512, o en las Figs. 18 y 19 como los paneles porosos 612. El panel 712 comprende un cuerpo principal hueco 714, el cual está cerrado con la excepción de una entrada 716 para una aportación de agua al cuerpo principal 714, y una salida 718 para drenar agua desde el miembro principal 714. Se define una pluralidad de canales 720 dentro del cuerpo principal 714 para permitir que se disperse el agua a través del cuerpo principal, con lo cual puede permear a través de las paredes del cuerpo principal 714 en todo el miembro principal 714.

El cuerpo principal 714 está formado de un miembro poroso adecuado, por ejemplo cerámica.

El panel 712 está hecho tan delgado como sea posible, de modo que se requiera el volumen mínimo de agua para asegurar la permeación completa de las paredes del cuerpo principal por el agua.

Se puede hacer diversas modificaciones sin apartarse del objeto de la invención. Por ejemplo, los miembros porosos podrían tener formas diferentes a las descritas.

Claims (20)

1. Aparato de transferencia de calor para enfriar un medio, comprendiendo el aparato un miembro poroso para contener un refrigerante y permitir al refrigerante que se evapore desde el mismo a fin de enfriar el refrigerante contenido en el miembro poroso, y un tubo térmico que tiene una primera y una segunda regiones extremas, estando dispuesta la primera región extrema en comunicación térmica con el miembro poroso y pudiéndose disponer la segunda región extrema en comunicación térmica con el medio a enfriar, con lo cual la evaporación del refrigerante del miembro poroso enfría la primera región extrema del tubo térmico para hacer que el tubo térmico transfiera calor desde la segunda región extrema a la primera región extrema y con ello transfiera calor del medio y enfríe dicho medio.

2. Aparato de refrigeración según la reivindicación 1, en el que el miembro poroso está dispuesto en comunicación térmica con el medio.

3. Aparato de refrigeración según la reivindicación 1 ó 2, en el que el tubo incluye aletas sobre el tubo térmico para ayudar en la transferencia de calor.

4. Aparato de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, incluyendo además medios de aportación de refrigerante al miembro poroso para evaporación desde el mismo.

5. Aparato de refrigeración según la reivindicación 4, en el que los medios de aportación de refrigerante comprenden un conducto para proporcionar dicho refrigerante a los medios de contención de refrigerante.

6. Aparato de refrigeración según la reivindicación 4 ó 5, en el que los medios de aportación de refrigerante incluyen medios para rociar dicho refrigerante sobre los medios de contención de refrigerante.

7. Aparato de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, incluyendo además medios para suministrar el medio a dicho tubo térmico para la antes mencionada transferencia de calor.

8. Aparato de refrigeración según la reivindicación 7, en el que los medios para suministrar el medio incluyen un conducto.

9. Aparato de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, incluyendo medios para impulsar el medio sobre el miembro poroso.

10. Aparato de refrigeración según la reivindicación 9, en el que los medios de impulsión comprenden un ventilador.

11. Aparato de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el miembro poroso tiene forma de un recipiente.

12. Aparato de refrigeración según la reivindicación 11, en el que el recipiente es cilíndrico y el tubo térmico se extiende desde una región extrema del mismo.

13. Aparato de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el miembro poroso tiene forma de un panel, extendiéndose el tubo térmico desde el panel a dicho medio.

14. Aparato de refrigeración según la reivindicación 13, en el que el panel tiene caras opuestas y un borde, al tubo térmico que se extiende al menos desde una de las caras.

15. Aparato de refrigeración según la reivindicación 13 ó 14, incluyendo una pluralidad de dichos tubos térmicos que se extienden desde el panel a dicho medio.

16. Un método para enfriar un medio, comprendiendo dicho método proporcionar un aparato como el reivindicado en cualquier reivindicación precedente, disponer dicho tubo térmico en comunicación térmica con el medio, proporcionar un refrigerante en el miembro poroso con lo cual la evaporación del refrigerante del miembro poroso enfría el primer extremo del tubo térmico para hacer que el tubo térmico transfiera calor desde el segundo extremo al primer extremo, y con ello transferir calor del medio y enfriar el medio.

17. Un método según la reivindicación 16, en el que el medio es un espacio cerrado o es un conducto que se comunica con el espacio cerrado.

18. Un método según la reivindicación 17, en el que el espacio cerrado comprende una sala de un edificio o una caja a mantener fría.

19. Un método según la reivindicación 17 ó 18, en el que el miembro poroso está situado fuera del espacio cerrado en comunicación térmica indirecta con dicho espacio cerrado, a través de dicho tubo térmico.

20. El uso de un aparato como el de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, comprendiendo proporcionar dicho aparato, disponer dicho tubo térmico en comunicación térmica con el medio, proporcionar un refrigerante sobre el miembro poroso con lo cual la evaporación del refrigerante del miembro poroso enfría el primer extremo del tubo térmico para hacer que el tubo térmico transfiera calor desde el segundo extremo al primer extremo, transferir con ello calor del medio y enfriar el medio.