ES2289449T3 - Dispositivo de climatizacion, en particular para un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de climatización para climatizar un espacio, en particular un habitáculo de vehículo automóvil con un intercambiador de calor (16) dispuesto dentro de un conducto de conducción de aire (12) y que puede ser atravesado por aire que se debe climatizar, estando dispuesto aguas abajo de este intercambiador un dispositivo de calentamiento (18) que puede ser atravesado por el flujo y discurriendo el conducto de conducción de aire (12) en gran parte en línea recta y sin desviaciones entre el intercambiador de calor (16) y el dispositivo de calentamiento (18), estando previsto en el conducto de conducción de aire (12), en paralelo con el dispositivo de calentamiento (16), un conducto de derivación (20) que puede cerrarse de manera variable para el transporte de aire frío y estando dispuesto en la zona aguas abajo del conducto de derivación (20) un conducto de estratificación (24), que deriva del conducto de derivación (20) una parte ajustable de manera variable de un flujo de aire frío yla añade, en una primera posición de una compuerta pospuesta (34), a un flujo de aire caliente procedente del dispositivo de calentamiento, caracterizado porque el conducto de estratificación (24) presenta una sección transversal en forma de V.
Description
Dispositivo de climatización, en particular para
un vehículo automóvil.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de climatización para climatizar un espacio, en
particular un habitáculo de vehículo automóvil, con las
características del preámbulo de la reivindicación 1. Esto se
muestra, por ejemplo, en el documento US 2002/0157811 A1.
En las instalaciones conocidas de climatización
de vehículos existe frecuentemente el problema de que los conductos
de conducción de aire entre el soplante, el intercambiador de calor
y el dispositivo de calentamiento presentan múltiples desviaciones,
lo que puede provocar un estrangulamiento relativamente importante
del flujo de aire, así como a una generación de ruido acentuada.
Las condiciones de montaje presentes en el vehículo son parámetros
adicionales que pueden impedir o dificultar un recorrido favorable
del aire. Es frecuente que no se puedan materializar las
trayectorias del aire en línea recta deseadas debido al espacio
disponible.
En las instalaciones de climatización conocidas
se lleva aire frío y caliente a un espacio de mezcla desde el que
se conduce el aire a las aberturas de salida en dirección al
habitáculo del vehículo. El aire circula hacia arriba desde el
espacio de mezcla de temperatura más profundo hasta las toberas de
descongelación y las toberas de ventilación. El aire debe
conducirse de nuevo hacia abajo en dirección al espacio de los pies.
Estas desviaciones son desfavorables debido a la caída de presión
que se origina en este caso, así como con respecto a la acústica.
Esto se refiere, en particular, a las largas trayectorias de
desviación hacia las aberturas de salida en el espacio de los
pies.
La presente invención se basa en el problema de
facilitar una instalación de climatización para atemperar o
climatizar un espacio interior, que esté optimizada con respecto a
sus condiciones de flujo y a la acústica.
Este problema se resuelve con el objeto de la
reivindicación independiente. Características de perfeccionamientos
ventajosos de la invención resultan de las reivindicaciones
subordinadas.
En un dispositivo de climatización según la
invención de conformidad con la reivindicación 1, un conducto de
conducción de aire discurre en gran parte en línea recta y libre de
desviaciones entre un intercambiador de calor y un dispositivo de
calentamiento. De este modo, la trayectoria del aire en la
instalación de climatización puede mantenerse muy corta y directa,
con lo que pueden evitarse tanto una caída de presión como una
generación de ruido debidas a desviaciones demasiado fuertes de la
trayectoria del aire. En la instalación de climatización según la
invención el calentador está directamente detrás del evaporador, de
modo que entre ellos no es necesaria ninguna desviación. El
calentador se cierra o se abre con una compuerta, un dispositivo
distribuidor corredizo o similar. Si afluye fluido hacia él,
proporciona un calentamiento del aire. Esta compuerta puede ser una
cinta enrollable o una compuerta desplazable o bien puede formarse a
base de varias compuertas más pequeñas que estén acopladas unas con
otras por un sistema cinemático.
En el conducto de conducción de aire,
paralelamente al dispositivo de calentamiento, está previsto además
un conducto de derivación cerradizo en grado variable para el
transporte de aire frío, discurriendo el conducto de conducción de
aire también en gran parte en línea recta y libre de desviaciones
entre el intercambiador de calor y el conducto de derivación. De
este modo, se evitan pérdidas de flujo y generaciones de ruido
debidas a una desviación más acusada en el conducto de conducción
de aire. Preferentemente, dentro del conducto de derivación está
dispuesto un dispositivo de cierre que puede regularse de forma
variable entre una posición cerrada y una abierta. Aguas arriba o
aguas abajo del dispositivo de calentamiento puede estar dispuesto
un dispositivo de cierre adicional para la adición dosificada de
aire caliente que puede regularse de forma variable entre una
posición cerrada y una posición abierta. Este otro dispositivo de
cierre del conducto de aire caliente puede estar formado por varias
compuertas de pivotantes acopladas o, por ejemplo, por una o más
compuertas desplazables y/o parcialmente enrollables.
Las compuertas pivotantes dispuestas en el
conducto de derivación no deben ser de construcción tan compacta
como la del dispositivo de cierre para el calentador, ya que aquí
hay más espacio disponible.
Un aspecto esencial de la invención es el
calentador dispuesto inmediatamente detrás del evaporador y que
presenta dispositivos de cierre muy compactos. Entre ellos no hay
ninguna desviación apreciable de la conducción del aire. Además, en
el conducto de derivación se encuentra un dispositivo de guiado para
el aire frío que presenta una forma de V. Por tanto, el aire frío
se subdivide en dos flujos que pueden conducirse discrecionalmente
hacia arriba o hacia abajo. El espacio entre las dos trayectorias de
aire frío se utiliza para la distribución del flujo de aire
caliente que viene del calentador. Para ello, las dos salidas de
aire caliente en la zona de los pies y en la zona de los cristales
están dispuestas en el centro, mientras que las trayectorias de
aire frío discurren lateralmente. Para conseguir un atemperado del
aire, la zona central en forma de V está configurada como un
conducto de estratificación que se controla por medio de una
compuerta. Esta conducto de estratificación conduce el aire frío a
la zona central de la instalación, donde puede ser desviado en la
dirección deseada.
A continuación, se explica con mayor detalle la
invención a partir de ejemplos de las formas de realización
preferidas mediante los dibujos correspondientes, que muestran:
la figura 1, una representación en sección
esquemática de un dispositivo de climatización según la
invención,
las figuras 2 a 7, diferentes representaciones
esquemáticas para ilustrar las posibles trayectorias de guiado de
aire en el dispositivo de climatización,
la figura 8, una representación de principio en
perspectiva de las trayectorias de guiado de aire en un primer modo
de funcionamiento del dispositivo, y
la figura 9, una representación de principio en
perspectiva de las trayectorias de guiado de aire en un segundo
modo de funcionamiento del dispositivo.
La figura 1 ilustra en una representación de
principio esquemática la disposición de los componentes de un
dispositivo de climatización 10 según la invención. En un conducto
de conducción de aire 12, detrás de un soplante 14 está dispuesto
un evaporador 16, aguas abajo del cual está dispuesto un calentador
18. El calentador 18 se encuentra inmediatamente detrás del
evaporador 16, de modo que el conducto de conducción de aire 12
discurre en gran parte en línea recta y libre de desviaciones entre
el evaporador 16 y el calentador 18. En paralelo con el calentador
18 y por debajo de éste está dispuesto un conducto de derivación 20
que puede cerrarse de forma variable por medio de una compuerta de
aire frío 22 regulable. Aguas abajo del conducto de derivación 20
está dispuesto un conducto de estratificación 24 en forma de V que
se explica todavía con más detalle a continuación. Delante del
calentador 18 está dispuesta una hilera de compuertas de cierre más
pequeñas 26 que pueden proporcionar un bloqueo variable del
calentador 18, cuando éste no deba ser atravesado por un flujo. Las
compuertas de cierre 26 están dimensionadas y dispuestas de tal
manera que presentan una extensión sólo reducida en la dirección de
flujo.
Detrás del calentador 18 puede disponerse
eventualmente un calentador auxiliar PTC 28 que pueda proporcionar
una intensificación necesaria de la potencia de calentamiento.
Aguas abajo del calentador 18 y del conducto de
estratificación 24 están previstas varias aberturas de salida 30,
32 que pueden cerrarse de forma variable por medio de compuertas
pivotables 34, 36.
La figura 2 muestra un primer modo de
funcionamiento del dispositivo de climatización 10 en el que están
cerradas las compuertas 26 dispuestas delante del calentador 18 y
en el que está abierta la compuerta de aire frío 22 del conducto de
derivación 20. Una compuerta 34 del espacio de los pies está también
cerrada en este caso, de modo que todo el aire frío fluye hacia
arriba en dirección a una tobera de descongelación 32 o una abertura
de ventilación en el habitáculo del vehículo. La figura 3 muestra
en una sección III-III correspondiente a la figura
2 la distribución del aire frío hacia las aberturas de salida
superiores 32 del habitáculo del vehículo. El aire frío se reparte
por medio del conducto de estratificación 24 en forma de V y se
desvía hacia unas aberturas de ventilación izquierda y derecha y,
en su caso, hacia las toberas de descongelación.
La figura 4 muestra un modo de funcionamiento
alternativo del dispositivo de climatización 10, en el que la
compuerta de aire frío 22 está cerrada y las compuertas de aire
caliente 26 están abiertas. La compuerta 34 del espacio de los pies
está cerrada en este caso, de modo que se conduce aire caliente
hacia las aberturas de salida superiores 32. La figura 5 ilustra
una sección V-V de la figura 4, según la cual el
aire se conduce a las aberturas de salida centrales para el aire
caliente, después de que éste haya atravesado el evaporador 16, el
calentador 18 y el elemento PTC 28.
La figura 6 muestra un modo de funcionamiento en
el que solamente se transporta aire caliente a las aberturas de
salida 30 en el espacio de los pies. La compuerta de aire frío 22
está cerrada, mientras que las compuertas de aire caliente 26 están
abiertas. La compuerta 34 del espacio de los pies está también
abierta. La figura 7 representa una sección VII-VII
de la figura 6, según la cual el aire se conduce a las aberturas de
salida inferiores 30 por medio de la compuerta abierta 34 del
espacio de los pies, después de que haya atravesado el evaporador
16, el calentador 18 y el elemento PTC 28.
La representación en perspectiva esquemática de
la figura 8 ilustra las trayectorias del aire del dispositivo de
climatización 10 y, en particular, la mezcla por medio del conducto
de estratificación 24. En este caso, la compuerta del aire frío 22
del conducto de derivación 20 está parcialmente, de modo que pueda
fluir aire frío a través del conducto de derivación 20 y entrar en
el conducto de estratificación 24. Una parte del aire frío se
conduce hacia arriba y sale de las aberturas de salida superiores 32
(véase la figura 1), mientras que una parte adicional del aire frío
se mezcla con aire caliente del calentador 18 en el conducto de
estratificación 24 y se conduce como aire atemperado hacia las
aberturas de salida inferiores 30 del espacio de los pies por medio
de la compuerta abierta 34 del espacio de los pies. En este caso,
las aberturas 30 lateralmente dispuestas pueden estar dispuestas en
un espacio anterior de los pies, mientras que las aberturas más
anchas dispuestas en el centro desembocan en un espacio posterior
de los pies del habitáculo del vehículo.
La figura 9 ilustra finalmente un modo de
funcionamiento en el que solamente se transporta aire frío hacia
arriba en dirección al sistema de ventilación del habitáculo del
vehículo. La compuerta de aire frío inferior 22 está abierta, de
modo que el aire frío fluye a través de los dos conductos laterales
y del conducto de estratificación 24 en forma de V. El aire sale
desde éste de nuevo hacia arriba y atraviesa el conducto de aire
superior abierto que desemboca en las aberturas de salida superiores
32. La compuerta 34 del espacio de los pies está cerrada en este
caso y se encuentra en posición casi vertical, de manera que todo el
aire frío puede fluir hacia arriba desde el conducto de mezcla 24 a
lo largo de esta compuerta 34.
Claims (7)
1. Dispositivo de climatización para climatizar
un espacio, en particular un habitáculo de vehículo automóvil con
un intercambiador de calor (16) dispuesto dentro de un conducto de
conducción de aire (12) y que puede ser atravesado por aire que se
debe climatizar, estando dispuesto aguas abajo de este
intercambiador un dispositivo de calentamiento (18) que puede ser
atravesado por el flujo y discurriendo el conducto de conducción de
aire (12) en gran parte en línea recta y sin desviaciones entre el
intercambiador de calor (16) y el dispositivo de calentamiento
(18), estando previsto en el conducto de conducción de aire (12), en
paralelo con el dispositivo de calentamiento (16), un conducto de
derivación (20) que puede cerrarse de manera variable para el
transporte de aire frío y estando dispuesto en la zona aguas abajo
del conducto de derivación (20) un conducto de estratificación
(24), que deriva del conducto de derivación (20) una parte ajustable
de manera variable de un flujo de aire frío y la añade, en una
primera posición de una compuerta pospuesta (34), a un flujo de aire
caliente procedente del dispositivo de calentamiento,
caracterizado porque el conducto de estratificación (24)
presenta una sección transversal en forma de V.
2. Dispositivo de climatización según la
reivindicación 1, caracterizado porque el conducto de
conducción de aire (12) entre el intercambiador de valor (16) y el
conducto de derivación (20) discurre en gran parte en línea recta y
libre de desviaciones.
3. Dispositivo de climatización según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dentro del
conducto de derivación (20) está dispuesto un dispositivo de cierre
(22) que puede regularse de manera variable entre una posición
cerrada y una posición abierta.
4. Dispositivo de climatización según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque aguas
arriba o aguas abajo del dispositivo de calentamiento (16) está
dispuesto un dispositivo de cierre adicional (26) para la adición
dosificada de aire caliente, que puede regularse de forma variable
entre una posición cerrada y una posición abierta.
5. Dispositivo de climatización según la
reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de
cierre adicional (26) en el conducto de aire caliente está formado
por varias compuertas pivotables acopladas entre sí.
6. Dispositivo de climatización según la
reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo de
cierre adicional (26) en el conducto de aire caliente está formado
por una o varias compuertas desplazables y/o parcialmente
enrollables.
7. Dispositivo de climatización según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conducto
de estratificación (24) deriva del conducto de derivación (20) una
parte ajustable de manera variable del flujo de aire frío y la
añade de nuevo en una segunda posición de una compuerta pospuesta
(34), al flujo de aire frío procedente del conducto de derivación
(20).
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