ES2281730T3 - Sistema de recuperacion de calor con maquina frigorifica. - Google Patents

Abstract

Sistema de recuperación de calor, en especial en una instalación en circuito cerrado, con al menos un intercambiador (1) de calor en la corriente de aire de escape/aire de salida y al menos un intercambiador (2) de calor en la corriente de aire exterior/aire de entrada de una instalación técnica de ventilación, caracterizado porque comprende una conmutación al menos parcial en una generación de frío para lo que se pueden utilizar un intercambiador (2) de calor en la corriente de aire exterior/aire de entrada para el enfriamiento del aire de entrada y un intercambiador (1) de calor en la corriente del aire de escape/aire de salida para el enfriamiento del calor de escape de una máquina (21) frigorífica.

Description

Sistema de recuperación de calor con máquina frigorífica.

El invento se refiere a un sistema de recuperación de calor, en especial en una instalación en circuito cerrado, con al menos un intercambiador de calor en la corriente de aire de escape/aire de salida y al menos un intercambiador de calor en la corriente de aire exterior/aire de entrada de una instalación técnica de ventilación, como por ejemplo en un edificio.

Los sistemas de recuperación de calor mencionados son conocidos de una manera general en el estado de la técnica (véase por ejemplo el documento EP-0 143 855 A). Para ellos se utilizan usualmente dos intercambiadores de calor aire/fluido comunicados entre sí a través de sus tuberías de fluido, para sustraer en especial en el funcionamiento de invierno del aire de escape caliente, por ejemplo de un orificio, la energía calorífica, transmitir está energía calorífica a un medio calorífero, como por ejemplo un fluido, por ejemplo agua o una mezcla de agua y glicol, y llevar así la energía calorífica por medio del fluido a un intercambiador de calor aire/fluido dispuesto en la corriente de aire de entrada, para transmitir así la energía de calor, por ejemplo al aire de entrada, que entra en un edificio. Con ello se obtiene la posibilidad de reducir las pérdidas de energía calorífica, que, en caso contrario, tendrían lugar en el edificio a causa del necesario intercambio del aire.

La comunicación entre los intercambiadores de calor de aire de escape/aire de salida y aire exterior/
aire de entrada se realiza en el lado de entrada a través de un sistema conectado en circuito cerrado, lo que significa, que un fluido puede circular entre los dos intercambiadores de calor en calidad de medio calorífero.

En este caso se prevén usualmente en el sistema conectado en circuito cerrado, además de las tuberías de fluido puras, al menos una bomba, válvulas, recipientes de compensación de la presión y otros elementos hidráulicos o electrohidráulicos usuales. En este caso también es conocida la utilización de una unidad de conexión electrohidráulica, conocida también como bloque electrohidráulico de conexión de accesorios, en la que se realizan, dentro de una unidad de construcción, todo los módulos hidráulicos y electrohidráulicos necesarios para un sistema conectado en circuito cerrado. Una unidad electrohidráulica de conexión de esta clase posee en este caso un lado de conexión asignado al intercambiador de calor del aire de escape y un lado de conexión asignado al intercambiador de calor del aire de entrada, siendo posible conectar a través de estos lados de conexión las tuberías de fluido de los intercambiadores de calor correspondientes con la unidad electrohidráulica de conexión.

Igualmente es conocida la utilización en edificios, en especial en el verano, instalaciones de refrigeración, en especial instalaciones de aire acondicionado, para crear en el verano, cuando predominan las temperaturas altas, un clima ambiente agradable para las personas, lo que se consigue enfriando, por medio de una máquina frigorífica usual y con un coste en energía el aire aportado desde el exterior, que se distribuye después en los espacios del edificio. Para hacer posible un enfriamiento en el escalón del condensador de una máquina frigorífica de esta clase de una instalación de refrigeración se prevé usualmente en este caso en el propio edificio y sobre su tejado, exteriormente al edificio o al aire libre la utilización de las instalaciones de enfriamiento necesarias para disipar en el medio ambiente el calor de escape generado durante el proceso de enfriamiento.

En el estado de la técnica se comprueba, que hasta ahora, se utiliza esencialmente para el funcionamiento de invierno un sistema de recuperación de calor descrito más arriba para la recuperación de calor y durante el funcionamiento de verano un sistema de instalaciones frigoríficas para el enfriar el aire exterior, funcionando los dos sistemas independientemente entre sí.

Además, en el estado de la técnica se conocen, por ejemplo a través del documento FR 2 299 605, sistemas de bombas de calor con máquinas frigoríficas, para sustraer calor al aire exterior y transmitirlo al interior del edificio. También estos sistemas poseen un funcionamiento fijo y no poseen una posibilidad de variar el funcionamiento.

Igualmente se conocen sistemas de recuperación de calor en instalaciones en circuito cerrado altamente eficientes en los que la totalidad del sistema de recuperación de calor puede ser utilizado de manera multifuncional para el enfriamiento y la deshumectación del aire exterior/aire de entrada y al mismo tiempo para el enfriamiento adiabático indirecto por evaporación y el enfriamiento de una máquina frigorífica.

Sin embargo, este sistema sólo es realizable, cuando en la corriente de aire de escape/aire de salida se utiliza, además, un enfriamiento por evaporación y cuando los grados de intercambio individual de los intercambiadores de calor alcanzan el 85 a 90%. Esto es obligatoriamente necesario en estos sistemas, ya que, en caso contrario, se perdería un parte del frío generado mecánicamente y el calor de escape de la máquina frigorífica inyectado conduciría a la reducción de la generación de frío a partir del frío gene4rado con el enfriamiento por evaporación.

El objeto del invento es crear un sistema en el que, con costes reducidos en elementos, de montaje y de mantenimiento, se pueda realizar tanto durante el verano un enfriamiento del aire de entrada, como también en el invierno una recuperación de calor.

Este problema se soluciona, según un aspecto del invento, de una manera sencilla por el hecho de que para el sistema de instalaciones frigoríficas, que posee al menos una máquina frigorífica, se utiliza como unidad de enfriamiento el intercambiador de calor del aire de salida, respectivamente del aire de escape de un sistema de recuperación de calor conmutable al menos en parte, en especial de manera completa.

Dado que usualmente los dos modos de funcionamiento, es decir la recuperación de calor en el invierno y el enfriamiento en el verano no se utilizan al mismo tiempo, se puede prescindir de esta manera en un sistema combinado de una unidad de enfriamiento separada, como la que se utiliza usualmente en los sistemas de instalaciones de enfriamiento existentes. Por lo tanto, un intercambiador de calor del aire de escape, respectivamente del aire de salida de un sistema de recuperación de calor puede ser utilizado de dos maneras.

De acuerdo con otro aspecto del invento se puede prever en un sistema de recuperación de calor, para la realización de un enfriamiento del aire de entrada, una conmutación al menos parcial en generación de frío, para lo que se puede utilizar un intercambiador de calor en la corriente de aire exterior/aire de entrada para el enfriamiento del aire de entrada y un intercambiador de calor en la corriente de aire de escape/aire de salida para el enfriamiento del calor de escape de una máquina frigorífica. Para ello se puede prever una máquina frigorífica conectable al menos en parte con los intercambiadores de calor, es decir, que el circuito cerrado de fluido del lado del condensador, respectivamente del evaporador de una máquina frigorífica pueda ser conectado y desconectado al menos en parte con el circuito cerrado de fluido del intercambiador de calor del aire de escape/aire de salida.

Con ello se consigue, que el intercambiador de calor del aire de entrada pueda ser utilizado para el enfriamiento del aire de entrada y que el intercambiador de calor del aire de escape puede ser utilizado para el enfriamiento de la máquina frigorífica.

Con ello se obtiene, según el invento, la ventaja especial de que un sistema de recuperación de calor, previsto usualmente, se pueda utilizar, agregando una máquina frigorífica, como sistema de instalación frigorífica para enfriar el aire de entrada aportado en el verano. El calor de escape generado durante el enfriamiento se disipa en este caso en el medio ambiente a través del intercambiador de calor de escape.

Un sistema de la clase según el invento es especialmente ventajoso, ya que, desde el punto de vista de los costes, se suprime completamente un sistema de enfriadores y de refrigeradores y sólo es necesario integrar en el sistema de recuperación de calor una máquina frigorífica, reduciéndose, además, los costes de inversión para la construcción, los cuartos de instalación de las máquinas frigoríficas, las superficies de instalación para las instalaciones de enfriamiento, etc. y los costes de mantenimiento y de conservación necesarios posteriormente.

Además, un sistema de recuperación de calor/enfriamiento y refrigeracción combinado para instalaciones de la técnica de ventilación y de acondicionamiento puede ser suministrado por el mismo fabricante, lo que posee en especial ventajas para el cliente.

En una primera alternativa se puede prever, que las tuberías tuberíaras del fluido del intercambiador de calor del aire de escape sean conmutables entre una instalación en circuito cerrado, por ejemplo de una unidad electrohidráulica de conexión, y las tuberías de fluido para el fluido de una máquina frigorífica, aquí en especial un condensador previsto en la máquina frigorífica, conduciendo las tuberías de fluido de este condensador el fluido con el calor de escape. Para ello es posible cerrar, por ejemplo, válvulas del lado de la instalación en circuito cerrado para que el fluido circule a continuación a través del condensador de la máquina frigorífica.

Una disposición esencialmente igual también puede ser prevista en el lado del vaporizador, es decir, que las tuberías tuberíaras de fluido del intercambiador de calor del aire de entrada pueden ser construidas de manera conmutable, de modo, que estas puedan ser desconectadas de la instalación en circuito cerrado, respectivamente de la unidad electrohidráulica de conexión y ser conectadas con los tuberías de fluido de la máquina frigorífica, en este caso en especial con las tuberías de fluido del vaporizador previsto, conduciendo estas tuberías de fluido el fluido enfriado con la máquina frigorífica.

En una disposición según el invento de esta clase se pueden conectar con preferencia en paralelo desde el punto de vista de la técnica de fluidos una máquina frigorífica y una instalación en circuito cerrado, respectivamente una unidad electrohidráulica de conexión, previendo en especial en el circuito cerrado de fluido del lado del vaporizador y/o del condensador de la máquina frigorífica una bomba de circulación.

Se prevé en especial una bomba de circulación de esta clase para realizar el circuito cerrado del fluido, por un lado, en el circuito cerrado entre el condensador y el intercambiador de calor del aire de escape y, por otro, en el circuito cerrado entre el vaporizador y el intercambiador de calor del aire de entrada, lo que es especialmente necesario, cuando se prevé un desacoplamiento total de los componentes de la instalación en circuito cerrado existentes, de manera, que también se desacople la bomba prevista usualmente en la instalación en circuito cerrado, respectivamente en una unidad electrohidráulica de conexión. Un desacoplamiento de esta clase tiene lugar, por ejemplo, cuando una unidad de conexión posee en el lado del aire de escape y en el lado del aire de entrada válvulas de cierre, que se accionan (al mismo tiempo) para la conmutación.

Se obtiene una segunda alternativa especialmente preferida, cuando el lado del vaporizador o el lado del condensador de la máquina frigorífica está conectado desde el punto de vista de la técnica de fluidos en serie con la instalación en circuito cerrado, en especial con una unidad electrohidráulica de conexión, mientras que el otro lado correspondiente está conectado en paralelo.

Esta alternativa preferida posee la ventaja especial de que las tuberías de fluido del lado del condensador o del lado del vaporizador de la máquina frigorífica pueden ser conectadas por conmutación con la instalación en circuito cerrado existente de tal modo, que los elementos existentes en la instalación en circuito cerrado, en especial una bomba de circulación y en especial también un recipiente de compensación de la presión, pueden ser aprovechados al menos para un lado de la máquina frigorífica. Sólo es necesario, que en el otro lado se prevea una bomba de circulación adicional.

Con la disposición en la que un lado de la máquina frigorífica está conectada en paralelo y el otro lado en serie con la instalación en circuito cerrado, se puede utilizar por lo tanto, en el caso de una conexión o de una conmutación hidráulica correspondiente, la bomba existente en la instalación en circuito cerrado, de manera, que el sistema combinado según el invento puede ser realizado de una manera sencilla agregando una máquina frigorífica y una bomba de circulación adicional así como las correspondientes válvulas de conmutación.

Igualmente se puede prever, que en la instalación en circuito cerrado se dispongan dos bombas conectadas en serie, disponiendo una bomba en el lado del aire de salida y una bomba en el lado del aire de escape. Durante el funcionamiento de recuperación de calor se pueden utilizar entonces las dos bombas al mismo tiempo, para obtener la potencia de impulsión necesaria.

La disposición de las bombas puede ser en este caso tal, que, después de una conmutación, una de las bombas quede dispuesta en el circuito cerrado de la máquina frigorífica del lado del condensador y la otra en el del lado del vaporizador. En este caso no es necesario prever una bomba adicional para la función de conmutación. Entonces también es posible, que, de manera preferida, se conecten el lado del condensador y el lado del vaporizador en serie con los intercambiadores de calor.

Como ya se indicó más arriba, el sistema combinado puede ser realizado en un sistema de recuperación de calor con una instalación en circuito cerrado en el que, en especial los componentes de la instalación en circuito cerrado se construyen, con excepción de las unidades intercambiadoras de calor, como unidades electrohidráulicas. La conmutación de funcionamiento de invierno con recuperación de calor y funcionamiento de verano con generación de frío puede ser realizada correspondientemente de una manera especialmente sencilla, cuando una unidad electrohidráulica de conexión posea al menos en un lado, es decir en el lado del aire de salida o en el del aire de entrada, con preferencia en ambos lados, válvulas de conmutación y de desconexión.

Entonces se puede asignar, referido a la segunda alternativa preferida mencionada más arriba, cuando se conmutan los modos de funcionamiento, una unidad electrohidráulica de conexión al circuito cerrado de fluido del lado del condensador o del lado del vaporizador. La asignación se hará con preferencia al circuito cerrado en el que no se prevé una bomba de circulación separada.

Si tiene lugar un cierre en al menos un lado de un módulo electrohidráulico, se interrumpe con ello en primer lugar al menos unilateralmente el circuito cerrado de fluido del intercambiador de calor, de manera, que se puede conectar, por ejemplo por medio de una válvula de conmutación de tres vías, una máquina frigorífica para configurar nuevamente un circuito cerrado de fluido.

Sin embargo, no es obligatoriamente necesaria la desconexión unilateral total de una unidad electrohidráulica de conexión, cuando se prevé al menos una válvula de conmutación para evitar, al menos unilateralmente, un circuito cerrado de fluido a través de la unidad de conexión, quedando, sin embargo, la unidad de conexión acoplada hidráulicamente al circuito cerrado de fluido existente entre el intercambiador de calor y un lado de la máquina frigorífica, de manera, que los módulos hidráulicos de la unidad de conexión, por ejemplo un recipiente de compensación de la presión, también pueden ser utilizados en el circuito cerrado conmutado.

Las dos alternativas expuestas más arriba pueden ser perfeccionadas de manera especialmente preferida por el hecho de que el intercambiador de calor del aire exterior/aire de entrada puede ser utilizado, precisamente en el verano, para la deshumectación del aire de entrada, lo que se puede realizar de una manera preferida por el hecho de que en primer lugar se enfría el aire exterior a través del lado del vaporizador de la máquina frigorífica conectada en circuito cerrado con el intercambiador de calor del aire exterior/aire de entrada hasta por debajo del punto de rocío para deshumidificarlo, siendo posible prever adicionalmente, debido al hecho de que el aire así enfriado está usualmente demasiado frío, en el, respectivamente detrás del intercambiador de calor del aire exterior/aire de entrada un paso de calefacción para calentar el aire enfriado hasta por debajo del punto de rocío, de tal modo, que este pueda ser sentido como agradablemente atemperado por las personas en el edificio.

Para la conmutación entre los diferentes modos de funcionamiento se puede prever de manera preferida, que en al menos uno de las tuberías de fluido de un intercambiador de calor del aire de salida y de un intercambiador del aire de entrada se disponga una válvula de tres vías, para conseguir, que, por conmutación de la válvula de tres vías,la corriente de fluido sea conducida en el modo de funcionamiento con generación de frío a través del paso de vaporizador, respectivamente de condensador de la máquina frigorífica. Por lo tanto, en una conmutación de esta clase sólo es necesario garantizar, que los dos intercambiadores de calor, es decir el intercambiador de calor del aire de entrada y el intercambiador de calor del aire de escape ya no estén conectados entre sí en la instalación en circuito cerrado desde el punto de vista de la técnica de fluidos.

Por lo tanto, una corriente de fluido puede tener lugar por ejemplo en el lado del aire de salida de tal modo, que el fluido, que arrastra el calor de escape del condensador de la máquina frigorífica, circule únicamente en un circuito cerrado entre el intercambiador de calor del aire de escape y el condensador, pero ya no tenga contacto con el resto de la instalación en circuito cerrado. En el otro lado del vaporizador se puede conectar el circuito cerrado del fluido del vaporizador, conmutando la válvula de tres vías, por ejemplo en serie con el intercambiador de calor del aire exterior, como se corresponde con la segunda alternativa expuesta más arriba, de manera, que el líquido enfriado del vaporizador circule por medio de la bomba de la instalación en circuito cerrado, respectivamente de la unidad electrohidráulica de conexión por la instalación en circuito cerrado cerrada del lado del aire de salida y a través del intercambiador del aire exterior para sustraer así el calor contenido en el aire de entrada.

En la ejecución con las válvulas de tres vías se considera, que es especialmente ventajoso, que las válvulas de tres vías asignadas a los circuitos cerrados de la máquina frigorífica del lado del condensador, respectivamente del vaporizador puedan ser excitadas electrónicamente con un mando común para la conmutación del modo de funcionamiento, en especial sean excitadas al mismo tiempo. De esta forma y manera se pueden conmutar con facilidad los modos de funcionamiento.

Para obtener, en especial en el funcionamiento de verano, una disipación suficiente del calor de escape del condensador de la máquina frigorífica, es necesaria una diferencia de temperatura suficiente entre el circuito cerrado del fluido del circuito de enfriamiento y el aire de escape, que sale de edificio a través del intercambiador de calor del aire de salida.

Para garantizar en este caso una diferencia de temperatura lo más grande posible y con ello un enfriamiento óptimo de la máquina frigorífica, se puede prever en otra ejecución preferida del invento, que la potencia necesaria de la máquina frigorífica se distribuya entre varias máquinas frigoríficas conectadas en serie. Con esta disposición en cascada se puede incrementar considerablemente el nivel de temperatura del circuito cerrado de fluido del lado del condensador y se puede reducir adicionalmente el nivel de temperatura en el lado del vaporizador, lo que se consigue con preferencia, cuando los fluidos del lado del condensador y del lado del vaporizador circulan en sentidos opuestos.

Esto significa, que en una conexión en serie de varias, es decir al menos dos, máquinas frigoríficas, se configura en el lado del condensador el sentido del fluido exactamente en sentido contrario, es decir, que el fluido del lado del condensador fluye desde la entrada del lado del condensador de la última máquina frigorífica hacia la salida de la última máquina frigorífica y de aquí a la entrada de la máquina de fío conectada delante y así sucesivamente hasta que el fluido sea conducido en el lado del condensador a la entrada de la primera máquina frigorífica y de aquí a la salida de la primera máquina frigorífica.

Por el contrario, el fluido penetrará en el lado del vaporizador en una primera máquina frigorífica, saldrá por la salida de la primera máquina frigorífica y entrará nuevamente en la entrada del lado del vaporizador de la segunda máquina frigorífica, saldrá por la salida del lado del vaporizador de la segunda máquina frigorífica y entrará nuevamente en el lado del vaporizador de la máquina frigorífica siguiente y así sucesivamente.

Los recorridos del fluido de las máquinas frigoríficas conectadas en serie están dispuestos con ello en sentidos mutuamente opuestos.

Como se expuso más arriba, las ventajas de un sistema de recuperación de calor según el invento son tales, que en el funcionamiento de invierno se puede utilizar para la recuperación del calor del aire de salida y en el funcionamiento de verano para el enfriamiento y/o la deshumectación del aire de entrada. Para ello se puede prever con preferencia una máquina frigorífica, en especial una máquina frigorífica ya prevista del lado del edificio de una instalación frigorífica para su utilización en el sistema de recuperación de calor.

En el dibujo adjunto se representan ejemplos de ejecución del invento. En él muestran:

La figura 1, un sistema de recuperación de calor según el invento con una sola máquina frigorífica.

La figura 1a, un intercambiador de calor del aire de escape/aire de salida subdividido en dos zonas parciales.

La figura 2, un sistema de recuperación de calor según el invento con tres máquinas frigoríficas conectadas en serie y con sentidos opuestos de circulación del fluido en las máquinas frigoríficas.

La figura 1 muestra de una manera esquemática un sistema de recuperación de calor según el invento en el que un intercambiador 1 de calor del aire de escape/aire de salida y un intercambiador 2 de calor del aire exterior/aire de entrada, dispuestos cada uno en las correspondientes carcasas 3 de ventilación, están conectados entre sí en una instalación en circuito cerrado.

La instalación en circuito cerrado se configura en este caso de tal modo, que se prevé un bloque electrohidráulico de accesorios de conexión, respectivamente una unidad 4 electrohidráulica de conexión, que comprende los componentes esenciales para el funcionamiento de la instalación en circuito cerrado, como por ejemplo una bomba a 5 de circulación y un recipiente 6 de compensación de la presión.

En el funcionamiento de invierno usual, el funcionamiento es tal, que el aire de escape de un edificio no representado aquí recorra el intercambiador 1 de calor del aire de salida de derecha a izquierda en la figura 1 y ceda su calor al fluido calorífero, que circula en el lado de fluido del intercambiador de calor del aire de salida. El fluido calorífero abandona en la salida 7 del intercambiador 1 de calor del aire de salida, con preferencia bloqueable, el intercambiador 1 de calor del aire de salida con una cantidad de calor sustraída al aire de escape y circula a través de una válvula 8 de conmutación de tres vías a través de la tubería 9 hacia los elementos 10 de conexión, con preferencia bloqueables, de la unidad 4 electrohidráulica de conexión, para llegar después por medio de la bomba 5 a la conexión 11, con preferencia bloqueable, de la unidad 4 y entra desde aquí, a través de la tubería 12, a través de una válvula 13 de tres vías, igualmente conmutable, y de la conexión, con preferencia bloqueable, en el intercambiador 2 de calor del aire exterior y ceder aquí la cantidad de calor arrastrada al aire exterior frío en el invierno.

El fluido es conducido después en circuito cerrado a través de la conexión 15, con preferencia bloqueable, del intercambiador 2 de calor del aire exterior y de la tubería 16 a la conexión 17, nuevamente bloqueable de manera preferida, de la unidad 4 electrohidráulica de conexión para ser conducido después en la unidad 4 a la conexión 18, nuevamente con preferencia bloqueable, para llegar así a través de la tubería 19 a la conexión 20, con preferencia bloqueable, del intercambiador de calor del aire de salida, de manera, que se repita el circuito cerrado de la cantidad de fluido en circulación.

Si el sistema de recuperación de calor así conectado debe ser conmutado del funcionamiento de invierno al funcionamiento de verano, en el que en lugar de la recuperación del calor debe tener lugar un enfriamiento del aire exterior, sólo es necesaria esencialmente una conmutación de las válvulas 8 y 13 de tres vías para que se produzca el flujo del fluido a través de la máquina 21 frigorífica prevista, que puede ser conectada en este modo de funcionamiento.

Para mayor claridad se representa en la figura 1 una y la misma máquina 21 frigorífica, a saber, por una parte en el lado del condensador en el lado superior de la figura y, por otra, en el lado del vaporizador en la parte inferior de la figura, pero en este caso sed trata de la misma máquina 21 frigorífica.

Se puede observar, que la parte de condensador de la máquina 21 frigorífica está conectada desde el punto de vista de la técnica de fluidos en paralelo con el intercambiador 1 de calor del aire de salida y que la parte de vaporizador de la máquina 21 frigorífica está conectada desde el punto de vista de la técnica de fluidos en serie con el intercambiador 2 de calor del aire exterior. Esto equivale a la segunda alternativa preferida mencionada más arriba.

Si se accionan ahora las válvulas 8 y 13 de tres vías para su conmutación, se obtiene, referido a la parte de condensador de la máquina frigorífica, un circuito cerrado de fluido en el que el fluido, que arrastra el calor de escape del condensador, es conducido por la bomba 22 a la conexión 20 del intercambiador 1 de calor del aire de salida para ceder la cantidad de calor arrastrada al aire de salida. El fluido llega después nuevamente de la conexión 7 del intercambiador 1 de calor del aire de salida a la válvula 8 de conmutación de tres vías para no ser llevado después por esta, debido a la conmutación, a la tubería 9, sino a la tubería 23 para retornar así nuevamente al condensador. Con ello se obtiene correspondientemente, debido a la conexión en paralelo del condensador y del intercambiador 1 de calor del aire de salida, un circuito cerrado pequeño en el que se mantiene una circulación por medio de la bomba. Ya no puede tener lugar un intercambio directo del fluido con el fluido de la instalación en circuito cerrado restante, es decir en especial con el fluido de la unidad 4 electrohidráulica.

En el lado del vaporizador, el circuito cerrado del fluido es tal, que el fluido enfriado llega del vaporizador a través de la tubería 24 a la conexión 14 del intercambiador 2 de calor del aire exterior, de manera, que en este intercambiador de calor del aire exterior aportado al intercambiador 2 de calor cede su calor al fluido enfriado, que es conducido después a través de la conexión 15 del intercambiador de calor, de la tubería 16 y de la conexión 17 de la unidad 4 electrohidráulica, siendo conducido el fluido, a través de la tubería 25, 26, de la válvula de tres vías conmutable, de la bomba 5, de la conexión 11 de la unidad 4, de la tubería 12 y de la válvula 13 de tres vías conmutable, nuevamente al vaporizador.

Por lo tanto, se puede apreciar, que debido a la conexión en serie del vaporizador, la máquina 21 frigorífica y el intercambiador 2 de calor del aire exterior, todavía tiene lugar un circuito cerrado del fluido a través de la unidad 4 electrohidráulica, de manera, que, referido al lado del vaporizador de la máquina frigorífica, se pueden utilizar los elementos hidráulicos de la unidad 4 electrohidráulica de conexión, es decir, que en este caso se pueden utilizar en especial la bomba 5 para la circulación y en especial también el recipiente 6 de compensación.

El recipiente 6 de compensación también puede ser utilizado en relación con el circuito cerrado del condensador, cuando las válvulas 10 y 18 de la unidad 4 de conexión permanecen siempre abiertas.

En relación con la primera alternativa descrita en el preámbulo general, puede tener lugar en este caso igualmente una realización, cuando la conducción del fluido en el lado del vaporizador se realiza igual que la descrita en relación con el lado del condensador, es decir con una bomba separada.

En este caso se representa, además, por separado una calefacción 27 adicional para obtener en el funcionamiento de verano un enfriamiento del aire exterior por debajo del punto de rocío y con ello una deshumectación, siendo llevado el aire exterior enfriado de este modo nuevamente por medio de la calefacción 27 prevista en el intercambiador 2 de calor del aire exterior a una temperatura agradable para las personas en el edificio. El circuito 27 de calefacción representado en el circuito cerrado de agua y glicol tiene, además, la ventaja de que también se puede proceder a una calefacción en el invierno sin influir negativamente en el proceso de recuperación de calor y, en especial, sin que surja el peligro de congelación del dispositivo de calefacción.

La figura 1 muestra también una alternativa en la que en lugar de la bomba 22 se puede utilizar la bomba 5a. En el sistema sólo se realizará una de las dos bombas. Esta disposición tiene la ventaja de que en el funcionamiento de recuperación de calor se reparte la potencia necesaria de las bombas entre las dos bombas 5 y 5a, es decir, que las dos bombas trabajan conjuntamente en serie en la instalación en circuito cerrado. En el funcionamiento de frío conmutado, la bomba 5 puede trabajar, como se describió más arriba, en el circuito cerrado del vaporizador y la bomba 5a en el circuito cerrado del condensador. Siempre trabajan las dos bombas, cualquiera que sea el modo de funcionamiento en el que se halla el sistema.

Igualmente, la figura 1 muestra también la posibilidad de prever un circuito 28 cerrado de enfriamiento exterior con el que se pueden alimentar receptores de frío externos. No existe la necesidad ineludible de hacer pasar el fluido enfriado por el intercambiador de calor del aire exterior/aire de entrada. También se puede prever, que al circuito 28 cerrado externo sólo se lleve una corriente parcial y que otra corriente parcial se lleve al intercambiador de calor del aire exterior/aire de entrada. Para el rodeo del intercambiador de calor del aire exterior/aire de entrada es preciso prever en este caso una tubería 30 de Bypass (representada con líneas de trazo discontinuo), que conduce a una válvula 29 de tres vías conmutable.

Por lo tanto, en un circuito cerrado exterior, el recorrido del fluido se extiende de la máquina 21 frigorífica a través del tubería 24 y del Bypass 30, que rodea el intercambiador de calor, de la válvula 29 a través de la unidad 4 y a través de la tubería 31 a un receptor externo de frío con retorno a la máquina frigorífica a través de la tubería 28.

La figura 1a muestra, además, una variante de la conexión en la que el intercambiador 1 de calor del aire de salida está subdividido en dos zonas parciales. En verano, cuando el aire exterior es por ejemplo más caliente que el aire interior puede tener lugar primeramente en la parte derecha del intercambiador 1 de calor una recuperación del frío, sirviendo únicamente la parte izquierda del intercambiador 1 de calor como paso de enfriamiento de la máquina frigorífica. Con independencia de la descripción concreta de la figura 1 se puede realizar esta ejecución de una manera general en todas las ejecuciones posibles.

Frente a la figura 1 se representa en la figura 2 el perfeccionamiento preferido en el que, en lugar de una máquina 21 frigorífica, se utilizan en total tres máquinas 21a, b y c frigoríficas. Esta ejecución es la preferida para alcanzar en el lado del condensador, referido al intercambiador de calor de salida, que trabaja como unidad de enfriamiento, un nivel de temperatura especialmente alto y optimizar así el enfriamiento con relación al aire extraído del edificio.

Aquí se puede apreciar, que el circuito cerrado de fluido del lado del condensador y el del vaporizador se configuran en sentidos exactamente opuestos. Esto significa, que sl se contemplar el lado del condensador, el fluido enfriado retornado del intercambiador 1 de calor del aire de salida entra en el condensador de la máquina 21c frigorífica, llega de aquí a la máquina 21b frigorífica y después a la máquina 21a frigorífica para ser impulsado después por medio de la bomba 22 nuevamente al intercambiador 1 de calor del aire de salida.

Por el contrario, la conducción del fluido en el lado del vaporizador es tal, que el fluido penetra en el vaporizador de la máquina 21a frigorífica, pasa de aquí al vaporizador de la máquina 21b frigorífica y después al vaporizador de la máquina 21c frigorífica.

La conexión en serie según el invento de al menos dos máquinas frigoríficas, en el presente ejemplo de ejecución de tres máquinas 21a, b, y c frigoríficas, que poseen cada una pasos de condensador y de vaporizador conectados en serie, puede ser utilizada entonces en especial para el aumento del nivel de temperatura en un paso de enfriamiento del lado del condensador y eventualmente también para incrementar el enfriamiento del lado del vaporizador, cuando los sentidos de flujo de los fluidos, que circulan en el lado del condensador y en el del vaporizador, son opuestos. Una conexión en serie de esta clase de las máquinas frigoríficas es utilizada por ello con preferencia en el sistema de recuperación de calor según el invento.

Igualmente se representa, como ya se hizo en la figura 1, la posibilidad de utilizar, en lugar de la bomba 22, un a bomba 5a y alimentar un circuito 28 cerrado de enfriamiento exterior con fluido enfriado.

Claims (18)

1. Sistema de recuperación de calor, en especial en una instalación en circuito cerrado, con al menos un intercambiador (1) de calor en la corriente de aire de escape/aire de salida y al menos un intercambiador (2) de calor en la corriente de aire exterior/aire de entrada de una instalación técnica de ventilación, caracterizado porque comprende una conmutación al menos parcial en una generación de frío para lo que se pueden utilizar un intercambiador (2) de calor en la corriente de aire exterior/aire de entrada para el enfriamiento del aire de entrada y un intercambiador (1) de calor en la corriente del aire de escape/aire de salida para el enfriamiento del calor de escape de una máquina (21) frigorífica.

2. Sistema según la reivindicación 1. caracterizado porque las tuberías tuberíaras de fluido del intercambiador (1) de calor del aire de escape/aire de salida son, al menos en parte, conmutables de la instalación en circuito cerrado a las tuberías de fluido del lado del condensador de la máquina (21) frigorífica.

3. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque, las tuberías tuberíaras de fluido del intercambiador (2) de calor del aire exterior/aire de entrada son, al menos en parte, conmutables de la instalación en circuito cerrado a las tuberías del lado del vaporizador de la máquina (21) frigorífica.

4. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una máquina (21) frigorífica y una instalación en circuito cerrado están dispuestas conectadas en paralelo desde el punto de vista de la técnica de fluidos y porque, en especial en el circuito cerrado de fluido del lado del vaporizador y/o del condensador de la máquina (21) frigorífica se prevé una bomba (22, 5, 5a) de circulación,

5. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lado del vaporizador o el lado del condensador de la máquina (21) frigorífica está conectado, desde el punto de vista de la técnica de fluidos, en serie con la instalación en circuito cerrado, en especial con una unidad (4r) electrohidráulica de conexión, mientras que el otro lado correspondiente está conectado en paralelo.

6. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las tuberías de fluido del lado del condensador o del lado del vaporizador de la máquina (21) frigorífica pueden ser conectadas por conmutación con la instalación en circuito cerrado de tal modo, que los componentes existentes en la instalación en circuito cerrado, en especial al menos una bomba (5) de circulación, pueden ser utilizados al menos para un lado de la máquina (21) frigorífica.

7. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la instalación en circuito cerrado se disponen dos bombas (5, 5a) conectadas en serie de las que una (5a) está dispuesta en el lado del aire de salida y otra (5) en el lado del aire exterior, de manera, que al realizar una conmutación se dispone una bomba (5a) en el circuito cerrado de fluido del lado del condensador y una bomba (5) en el circuito cerrado del lado del vaporizador de la máquina (21) frigorífica.

8. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una unidad (4) electrohidráulica de conexión con tuberías (10, 11, 17, 18) de fluido bloqueables del lado del aire de salida y del lado del aire de entrada es cerrada (10, 18) unilateralmente para la conmutación al funcionamiento con máquina frigorífica.

9. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el intercambiador (2) del aire exterior/aire de entrada puede ser utilizado/es utilizado para la deshumectación del aire de entrada, previéndose en especial en el intercambiador (2) del aire exterior/aire de entrada un paso (27) de calefacción para calentar, en especial de manera segura contra heladas, el aire de entrada enfriado por la máquina (21) frigorífica hasta por debajo del punto de rocío.

10. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la máquina (21) frigorífica puede ser utilizada/es utilizada en el funcionamiento de invierno para la recuperación del calor del aire de salida y para el calentamiento del aire de entrada y en el funcionamiento de verano para el enfriamiento/deshumectación del aire de entrada y para el enfriamiento de la máquina (21) frigorífica.

11. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el sistema de recuperación de calor es posible prever/equipar posteriormente una máquina (21) frigorífica, en especial una máquina (21) frigorífica necesaria posteriormente desde el punto de vista del edificio.

12. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en al menos una de las tuberías de fluido de un intercambiador de calor de aire da salida y un intercambiador de calor del aire de entrada se dispone una válvula (8, 13) de tres vías para la conmutación del flujo del fluido de un intercambiador (1, 2) de calor a través de la máquina (21) frigorífica.

13. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado porque las válvulas (8, 13) de tres vías pueden ser excitadas electrónicamente con un mando común para la conmutación del modo de funcionamiento, en especial pueden ser excitadas al mismo tiempo.

14. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque varias máquinas (21 a, b, c) frigoríficas están conectadas en serie una detrás de otra.

15. Sistema según la reivindicación 14, caracterizado porque el fluido del lado del vaporizador y el del lado del condensador poseen sentidos de flujo opuestos.

16. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos en parte es utilizable al menos para un circuito (28) cerrado exterior de frío, en especial para el enfriamiento de partes del edificio, de techos de refrigeración, etc.

17. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque posee una conexión en serie de al menos dos máquinas frigoríficas cada una con pasos de condensador y de vaporizador conectados en serie, siendo opuestos, para el incremento del nivel de temperatura en un paso de enfriamiento del lado del condensador, respectivamente el incremento del enfriamiento del agua de enfriamiento, los sentidos de flujo de los fluidos, que circulan en el lado del condensador y en el lado del vaporizador.

18. Sistema según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el intercambiador (1) de calor del aire de escape/aire de salida del sistema de recuperación de calor es utilizado de manera conmutable al menos en parte como unidad de enfriamiento de una máquina frigorífica.