ES2362593B1

ES2362593B1 - APPARATUS AND PREDICTIVE ANTIVAHO PROCEDURE.

Info

Publication number: ES2362593B1
Application number: ES201001620A
Authority: ES
Inventors: Francisco Javier Rios Gómez; Jorge Romero S�?Nchez; Raquel Fern�?Ndez Ramos; José Francisco Mart�?N Canales; Francisco Javier Mar�?N Mart�?N
Original assignee: Universidad De M ?laga; Universidad de Malaga
Current assignee: Universidad De M ?laga; Universidad de Malaga
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: ES2362593A1

Abstract

Aparato y procedimiento antivaho predictivo. El procedimiento, aplicado para evitar la deposición de vaho en una primera superficie de un objeto (6), comprende:#- obtener la temperatura T{sub,o} de la primera superficie, la temperatura T{sub,a} del aire enfrentado a la primera superficie y la humedad relativa H{sub,a} del aire circundante a la primera superficie;#- calcular, a partir de la temperatura T{sub,a} del aire y la humedad relativa H{sub,a} del aire, la temperatura T{sub,r} de rocío del aire;#- comparar la temperatura T{sub,r} de rocío del aire con la temperatura T{sub,o} de la primera superficie, y en función de dicha comparación realizar o no las siguientes acciones:#- disminuir la humedad relativa local del aire circundante a la primera superficie del objeto (6); y#- aumentar la temperatura de dicha primera superficie.#Aplicable a superficies exteriores o interiores expuestas a aire húmedo donde deba impedirse la condensación, como visores de cámaras de vigilancia o cristales en automóviles.Apparatus and predictive anti-fogging procedure. The method, applied to avoid the deposition of mist on a first surface of an object (6), comprises: # - obtaining the temperature T {sub, or} of the first surface, the temperature T {sub, a} of the air faced to the first surface and the relative humidity H {sub, a} of the air surrounding the first surface; # - calculate, from the temperature T {sub, a} of the air and the relative humidity H {sub, a} of the air, the temperature T {sub, r} of air dew; # - compare the temperature T {sub, r} of air dew with the temperature T {sub, o} of the first surface, and depending on that comparison carry out the following actions or not: # - reduce the local relative humidity of the surrounding air to the first surface of the object (6); and # - increase the temperature of said first surface. # Applicable to exterior or interior surfaces exposed to humid air where condensation should be prevented, such as viewfinders of surveillance cameras or glass in cars.

Description

Aparato y procedimiento antivaho predictivo. Apparatus and predictive anti-fogging procedure.

Campo de la invención Field of the Invention

La invención presentada se enmarca en el campo de la industria del acondicionamiento del aire en la que se requiere un control especíﬁco de la condensación. Aplicable al tratamiento de superﬁcies exteriores o interiores expuestas a aire húmedo en las que debe impedirse la condensación antes de que aparezca; vg: visores de cámaras de vigilancia, conductos y paredes de recintos con aire acondicionado, cristales o lunas en automóviles, etc. The invention presented is part of the field of the air conditioning industry in which specific control of condensation is required. Applicable to the treatment of exterior or interior surfaces exposed to humid air where condensation must be prevented before it appears; eg: viewfinders of surveillance cameras, ducts and walls of enclosures with air conditioning, windows or windows in cars, etc.

Antecedentes de la invención Background of the invention

Los sistemas de acondicionamiento de aire engloban al conjunto de técnicas y métodos para el tratamiento del aire en cuanto a su enfriamiento, calentamiento, grado de humidiﬁcación, composición para consumo humano, etc. La condensación es un fenómeno asociado a condiciones termodinámicas de imposibilidad de solubilidad del vapor de agua existente en la mezcla de gases que constituyen el aire. The air conditioning systems encompass the set of techniques and methods for the treatment of air in terms of cooling, heating, degree of humidi ﬁ cation, composition for human consumption, etc. Condensation is a phenomenon associated with thermodynamic conditions of impossibility of solubility of water vapor existing in the mixture of gases that constitute the air.

Normalmente en el aire existe una cantidad de vapor agua disuelta que se suele medir en términos de la humedad relativa deﬁnida como la cantidad de vapor de agua que contiene una masa de aire en relación con la máxima cantidad de vapor de agua que podría disolverse en esa misma masa sin producirse condensación y conservando las mismas condiciones de temperatura y presión. La humedad relativa Hr se puede expresar en términos de la presión parcial de vapor de agua en el aire: Normally in the air there is an amount of dissolved water vapor that is usually measured in terms of the relative humidity defined as the amount of water vapor that contains a mass of air in relation to the maximum amount of water vapor that could be dissolved in that same mass without condensation and maintaining the same temperature and pressure conditions. The relative humidity Hr can be expressed in terms of the partial pressure of water vapor in the air:

donde pH2O es la presión parcial del vapor de agua en el aire a considerar y psat (H2O) es la presión parcial de ese mismo aire saturado de humedad en las mismas condiciones termodinámicas. Así, la humedad relativa nos muestra un índice de0a1en función de la cantidad de vapor agua posible que se encuentra disuelta en la masa de aire. where pH2O is the partial pressure of water vapor in the air to be considered and psat (H2O) is the partial pressure of that same humidity saturated air in the same thermodynamic conditions. Thus, the relative humidity shows us an index of 0 to 1 depending on the amount of water vapor that can be dissolved in the air mass.

La presión parcial de vapor de agua en el aire atmosférico es una función de la temperatura. Una fórmula admitida por la WMO (World Metereological Organization, Organización Meteorológica Mundial) es: The partial pressure of water vapor in atmospheric air is a function of temperature. A formula admitted by the WMO (World Metereological Organization) is:

donde pH2O(T) viene dada en hectopascales o milibares, T en grados celsius, siendo a y b constantes determinadas experimentalmente: a = 17.62 y b = 243.12. where pH2O (T) is given in hectopascals or millibars, T in degrees celsius, a and b being experimentally determined constants: a = 17.62 and b = 243.12.

La temperatura de rocío Tr, a la cual el aire está saturado de humedad, se conseguirá, según la expresión (2) con una presión parcial de saturación de: The dew temperature Tr, at which the air is saturated with moisture, will be achieved, according to the expression (2) with a partial saturation pressure of:

La temperatura del aire saturado o temperatura de rocío es aquella temperatura por debajo de la cual el vapor de agua disuelto en el aire empieza a precipitar por imposibilidad de solubilidad. The saturated air temperature or dew point temperature is that temperature below which the water vapor dissolved in the air begins to precipitate due to the impossibility of solubility.

Como la humedad relativa relaciona los dos valores de presión parcial de vapor saturado y no saturado, podremos determinar la temperatura de rocío Tr sin más que dividir las expresiones (2) y (3), despejándola de la expresión resultante y relacionándola con la temperatura y la humedad relativa: As the relative humidity relates the two partial pressure values of saturated and unsaturated vapor, we can determine the dew temperature Tr without more than dividing the expressions (2) and (3), clearing it from the resulting expression and relating it to the temperature and relative humidity:

La expresión (4) nos indica que, conociendo la temperatura T de una masa de aire arbitrario y su humedad relativa Hr, es posible calcular la temperatura Tr por debajo de la cual ese aire empezará a condensar el vapor de agua que contiene. Esto ocurrirá cuando ese aire se encuentre sometido a un cambio térmico que baje su temperatura por debajo de su temperatura de rocío Taire < Tr aire, o se encuentre con un objeto cuya temperatura también sea menor que su temperatura de rocío Tobjeto < Tr aire. Si el aire con una humedad relativa y temperatura dada incide sobre un objeto cuya temperatura es menor que su temperatura de rocío, el objeto se rodea de minúsculas gotas (vaho), como consecuencia de la condensación local que tiene lugar entre la superﬁcie del objeto y la capa de aire que lo circunda. The expression (4) indicates that, knowing the temperature T of an arbitrary mass of air and its relative humidity Hr, it is possible to calculate the temperature Tr below which that air will begin to condense the water vapor it contains. This will occur when that air is subject to a thermal change that lowers its temperature below its Taire <Tr air dew temperature, or encounters an object whose temperature is also lower than its dew temperature. Tobjeto <Tr air. If the air with a relative humidity and given temperature affects an object whose temperature is lower than its dew temperature, the object is surrounded by tiny droplets (fog), as a consequence of the local condensation that takes place between the surface of the object and the layer of air that surrounds it.

El aire saturado de humedad sin condensar se encuentra a su temperatura de rocío. Si un aire de estas características se calienta, según la expresión (3), aumenta su presión parcial de saturación, haciendo que su humedad relativa disminuya. Es decir, al aumentar la temperatura del aire podemos disolver en él más agua de la que podríamos disolver que si estuviéramos a una temperatura menor. Saturated air without condensing moisture is at its dew temperature. If an air of these characteristics is heated, according to the expression (3), its partial saturation pressure increases, causing its relative humidity to decrease. That is, by increasing the temperature of the air we can dissolve in it more water than we could dissolve than if we were at a lower temperature.

Para evitar la condición de condensación en un objeto, tendremos que actuar de manera que la temperatura de rocío baje y/o la temperatura del objeto suba por encima de la temperatura de rocío. Para que la temperatura de rocío del aire baje, según la expresión (4), es necesario que su humedad relativa baje y/o que su temperatura aumente. Bajar la humedad relativa exige quitar agua disuelta en el aire o calentarlo para que su capacidad de disolución aumente. To avoid the condensation condition on an object, we will have to act so that the dew temperature drops and / or the object temperature rises above the dew temperature. In order for the dew point of the air to fall, according to the expression (4), it is necessary that its relative humidity falls and / or that its temperature increase. Lowering the relative humidity requires removing dissolved water in the air or heating it so that its dissolution capacity increases.

Por tanto, un sistema que evite la condensación sobre un objeto, debe calcular la temperatura de rocío del aire Tr, y debe actuar aumentando la temperatura del aire Taire > Taire actual, disminuyendo la humedad relativa del aire Hr < Hr actual (extrayendo el agua disuelta), o aumentando la temperatura del objeto Tobjeto > Taire actual. Cualquiera de estos tres cambios evitará la deposición de vaho siempre que la acción genere una temperatura de rocío menor que la temperatura del objeto: Therefore, a system that prevents condensation on an object, must calculate the dew temperature of the air Tr, and must act by increasing the temperature of the air Taire> Current Taire, decreasing the relative humidity of the air Hr <Hr current (extracting the water dissolved), or by increasing the temperature of the object Tobjeto> Current Taire. Any of these three changes will prevent the deposition of mist as long as the action generates a dew point temperature lower than the object temperature:

Condición de no condensación: Non-condensing condition:

Para mantener esta condición se pueden seguir dos acciones: To maintain this condition, two actions can be followed:

1. Disminuir la humedad relativa del aire que circunda al objeto: 1. Decrease the relative humidity of the air surrounding the object:

a) Eliminando el agua que posee disuelto. a) Eliminating the water it has dissolved.

b) Calentando el aire. b) Heating the air.

2. Aumentar la temperatura del objeto. 2. Increase the temperature of the object.

El procedimiento más generalizado para eliminar el vaho de las superﬁcies usa la segunda acción mediante resistencias térmicas adosadas al objeto; por ejemplo: lunetas o retrovisores térmicos en automóviles o espejos antivaho en baños. El coste energético del proceso es elevado y lento, ya que se debe suministrar energía al objeto en su volumen primero (energía de pérdidas), hasta que en su superﬁcie las gotas adquieran la energía suﬁciente para vaporizarse. Considerando que el calor de vaporización del agua es de 540 calorías/gramo, necesitaríamos en un caso ideal sin pérdidas, una resistencia de 2257 watios para evaporar 1 gramo de agua en un segundo. Por ejemplo, las lunetas térmicas de los automóviles suministran una potencia de unos 100 watios lo que supone un tiempo de 22 segundos para evaporar 1 gramo de agua. The most generalized procedure to eliminate surface fog uses the second action by means of thermal resistances attached to the object; for example: windows or thermal mirrors in cars or anti-fog mirrors in bathrooms. The energy cost of the process is high and slow, since energy must be supplied to the object in its first volume (loss energy), until the drops acquire enough energy to vaporize on its surface. Considering that the heat of vaporization of water is 540 calories / gram, we would need in an ideal case without losses, a resistance of 2257 watts to evaporate 1 gram of water in a second. For example, the thermal windows of cars provide a power of about 100 watts, which means a time of 22 seconds to evaporate 1 gram of water.

La presente invención resuelve los problemas anteriores, aportando un nuevo método anticipativo o predictivo que actúa antes de que se produzca el vaho, reduciendo además la energía necesaria para evitar la formación de vaho, tanto en ambiente interiores como en ambientes exteriores. The present invention solves the above problems, providing a new anticipatory or predictive method that acts before the fog occurs, also reducing the energy needed to prevent the formation of fog, both indoors and outdoors.

Descripción de la invención Description of the invention

En la presente invención se presenta un aparato y un procedimiento antivaho predictivo que se anticipa en la actuación de mecanismos que bajan localmente la temperatura de rocío en torno a superﬁcies expuestas a ambientes exteriores o interiores en los que debe evitarse la condensación, partiendo del conocimiento de la temperatura de rocío del aire y de la temperatura del objeto y actuando mediante dos acciones: la disminución de la humedad relativa del aire que rodea al objeto y el aumento de la temperatura de la superﬁcie del mismo (no del volumen). In the present invention there is presented a device and a predictive anti-fogging procedure that is anticipated in the performance of mechanisms that locally lower the dew point temperature around surfaces exposed to exterior or interior environments in which condensation should be avoided, based on the knowledge of the dew temperature of the air and the temperature of the object and acting by means of two actions: the decrease in the relative humidity of the air surrounding the object and the increase in the temperature of the surface of the object (not of the volume).

En ambientes exteriores donde se pretende evitar el rocío de la mañana en superﬁcies tales como visores de cámaras, sistemas ópticos (e.g. transceptores ópticos) o superﬁcies exteriores, se propone un procedimiento de disminución de la humedad relativa local que circunda al objeto generando una cavidad de aire caliente convectivo. El aire caliente convectivo disminuye la humedad relativa local y aumenta la temperatura superﬁcial de la zona donde circunda. In outdoor environments where it is intended to avoid morning dew on surfaces such as camera visors, optical systems (eg optical transceivers) or outdoor surfaces, a procedure for reducing the local relative humidity surrounding the object is proposed by generating a cavity of convective hot air Convective hot air lowers the local relative humidity and increases the surface temperature of the surrounding area.

En ambientes interiores en los que la humedad relativa del aire es muy variable, como es el caso de viviendas In indoor environments where the relative humidity of the air is very variable, as is the case of homes

o automóviles, se propone un procedimiento de disminución de la humedad relativa local a partir de una corriente laminar forzada de aire seco caliente sobre la superﬁcie en cuestión: paredes, ventanas o ventanillas. Para ello se utiliza un aparato actuador basado en una bomba de calor. or cars, a procedure for reducing local relative humidity from a forced laminar stream of hot dry air on the surface in question is proposed: walls, windows or windows. For this, an actuator based on a heat pump is used.

El aparato antivaho predictivo consta de un circuito electrónico que contiene a un microcontrolador que recibe información de dos sensores de temperatura y un sensor de humedad y ejecuta un algoritmo de anticipación que acciona a un actuador disminuyendo la humedad relativa circundante y aumentando la temperatura de una superﬁcie en la que debe evitarse la condensación. The predictive anti-fogging device consists of an electronic circuit that contains a microcontroller that receives information from two temperature sensors and a humidity sensor and executes an anticipation algorithm that drives an actuator by decreasing the surrounding relative humidity and increasing the temperature of a surface in which condensation should be avoided.

Un sensor de temperatura y otro de humedad se sitúan fuera de la inﬂuencia del actuador. Otro sensor de temperatura se sitúa en la superﬁcie del objeto en la que debe evitarse la condensación. A temperature sensor and a humidity sensor are located outside the in ﬂ uence of the actuator. Another temperature sensor is located on the surface of the object in which condensation should be avoided.

A partir de la medida de la temperatura y humedad relativa del aire circundante (Ta, Ha), el microcontrolador calcula la temperatura de rocío Tr, según la expresión (4) a intervalos regulares de tiempo tm. Después mide la temperatura del objeto To y la compara con la temperatura de rocío del aire Tr. Si la temperatura del objeto se mantiene por encima de la temperatura de rocío con un margen de seguridad δT, en el objeto no se depositará vaho (condición expresada en la inecuación (5)). En el caso en que la temperatura de rocío suba violando el margen de seguridad pero no la condición (5), el microcontrolador pone en marcha el actuador que disminuye la humedad relativa del aire circundante y aumenta la temperatura del objeto. El margen de seguridad δT garantiza la no deposición de vaho y la anticipación en la decisión del cambio de las condiciones ambientales. Esta situación se mantiene mientras la temperatura de rocío no baje a un valor por debajo de la temperatura del objeto más el margen de seguridad Tr < To+ δT. Este algoritmo se describe completamente en la descripción detallada. From the measurement of the temperature and relative humidity of the surrounding air (Ta, Ha), the microcontroller calculates the dew temperature Tr, according to the expression (4) at regular intervals of time tm. Then measure the temperature of the To object and compare it with the dew temperature of the air Tr. If the temperature of the object is maintained above the dew temperature with a safety margin δT, no fog will be deposited on the object (condition expressed in inequality (5)). In the case where the dew point temperature rises in violation of the safety margin but not the condition (5), the microcontroller starts the actuator that decreases the relative humidity of the surrounding air and increases the temperature of the object. The safety margin δT guarantees non-deposition of fog and anticipation in the decision to change the environmental conditions. This situation is maintained as long as the dew point temperature does not fall below a value below the object temperature plus the safety margin Tr <To + δT. This algorithm is fully described in the detailed description.

Se presentan dos tipos de actuadores que ejecutan la misma función consistente en disminuir la humedad relativa circundante y aumentar la temperatura del objeto para dos tipos de ambientes: exterior e interior. There are two types of actuators that perform the same function consisting of decreasing the surrounding relative humidity and increasing the temperature of the object for two types of environments: outdoor and indoor.

El actuador antivaho para exteriores consta de una cavidad en donde se sitúa el objeto donde debe evitarse la condensación y una lámina calefactora unidireccional que genera una corriente de convección de aire caliente. Se presenta en esta invención una realización del actuador para visores de cámaras de vigilancia y sistemas ópticos para uso en exteriores. The outdoor anti-fog actuator consists of a cavity where the object is placed where condensation should be avoided and a unidirectional heating sheet that generates a convection current of hot air. An embodiment of the actuator for surveillance camera viewers and optical systems for outdoor use is presented in this invention.

El actuador antivaho para interiores consta de una turbina que inyecta aire húmedo hacia el foco frío de una bomba de calor generándose un proceso de enfriamiento y condensación transformando el aire húmedo en aire frío y seco. Posteriormente, este aire es procesado en el foco caliente de la bomba para elevar su temperatura generándose una corriente laminar de aire seco caliente que se dirige hacia el objeto donde debe evitarse la condensación. Se presenta en esta invención una realización del actuador para los parabrisas y ventanillas de un automóvil. Así, se propone procesar la corriente laminar de aire generada por un conducto delgado con álabes y un ala dispuestos de forma que crean corriente laminar uniforme sobre el área extensa de una ventanilla. The indoor anti-fog actuator consists of a turbine that injects moist air into the cold focus of a heat pump, generating a cooling and condensation process transforming the moist air into cold and dry air. Subsequently, this air is processed in the hot spot of the pump to raise its temperature generating a laminar stream of hot dry air that is directed towards the object where condensation should be avoided. An embodiment of the actuator for the windshields and windows of a car is presented in this invention. Thus, it is proposed to process the laminar air flow generated by a thin duct with blades and a wing arranged so as to create uniform laminar current over the large area of a window.

En ambos casos se demuestra analíticamente mediante simulación de dinámica de ﬂuidos que los actuadores presentados provocan una disminución de la humedad relativa circundante y un aumento de temperatura del objeto. In both cases, it is demonstrated analytically by simulation of fluid dynamics that the actuators presented cause a decrease in the surrounding relative humidity and an increase in object temperature.

Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings

A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta. A series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention which is presented as a non-limiting example thereof is described very briefly below.

La Figura 1 muestra el diagrama funcional de bloques del aparato antivaho predictivo. Figure 1 shows the functional block diagram of the predictive anti-fogging device.

Las Figuras 2A y 2B muestran los diagramas esquemáticos del actuador del aparato antivaho predictivo para ambientes exteriores e interiores, respectivamente. Figures 2A and 2B show the schematic diagrams of the predictive anti-fogging device actuator for outdoor and indoor environments, respectively.

Las Figuras 3A y 3B muestran una realización del aparato antivaho para exteriores en un visor de un sistema óptico y una vista explosionada de la lámina calefactora unidireccional del actuador. Figures 3A and 3B show an embodiment of the outdoor anti-fogging apparatus in a viewfinder of an optical system and an exploded view of the unidirectional heating sheet of the actuator.

Las Figuras 4A, 4B, 4C y 4D muestran la dinámica convectiva del aire caliente y las propiedades térmicas del visor de un sistema óptico para exteriores: líneas de ﬂujo y velocidades, mapa de isotermas, humedad relativa y fracción de masa. Figures 4A, 4B, 4C and 4D show the convective dynamics of hot air and the thermal properties of the viewfinder of an outdoor optical system: flow lines and velocities, isothermal map, relative humidity and mass fraction.

La Figura 5 muestra la disposición de elementos en una realización del aparato antivaho para interiores en una ventanilla de automóvil. Figure 5 shows the arrangement of elements in an embodiment of the indoor anti-fogging apparatus in a car window.

Las Figuras 6A, 6B y 6C muestran el aparato antivaho para interiores en una ventanilla de automóvil con detalles de los álabes conductores del ﬂujo, ala directora y elementos del actuador para interiores. Figures 6A, 6B and 6C show the indoor anti-fogging apparatus in a car window with details of the ﬂ ow conductive blades, director wing and interior actuator elements.

Las Figuras 7A,7B y 7C muestran los resultados de la producción de aire caliente seco por parte del actuador antivaho para interiores: distribución de temperaturas, cambio de humedad relativa y fracción de masa de agua condensada. Figures 7A, 7B and 7C show the results of the production of dry hot air by the indoor anti-fog actuator: temperature distribution, relative humidity change and mass fraction of condensed water.

Las Figuras 8A, 8B y 8C muestran la dinámica del ﬂujo laminar del aire generado y las propiedades térmicas de la ventanilla del interior de un automóvil: velocidades, mapa de isotermas y humedad relativa. Figures 8A, 8B and 8C show the dynamics of the laminar flow of the generated air and the thermal properties of the window of the interior of a car: speeds, map of isotherms and relative humidity.

La Figura 9 muestra el diagrama de ﬂujo de datos del algoritmo de predicción o anticipación antivaho. Figure 9 shows the data flow diagram of the anti-fog prediction or anticipation algorithm.

La Figura 10 muestra el diagrama funcional de bloques del aparato antivaho predictivo aplicado conjuntamente para ambientes interiores y exteriores. Figure 10 shows the functional block diagram of the predictive anti-fogging device applied together for indoor and outdoor environments.

Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention

En esta invención se presenta un aparato y un procedimiento antivaho predictivo que se anticipa en la actuación de mecanismos que bajan localmente la temperatura de rocío en torno a superﬁcies expuestas a ambientes exteriores y/o interiores en los que debe evitarse la condensación. This invention presents an apparatus and a predictive anti-fogging procedure that is anticipated in the performance of mechanisms that lower the dew point temperature locally around surfaces exposed to exterior and / or interior environments in which condensation should be avoided.

El diagrama funcional de bloques del aparato antivaho predictivo se muestra en la Figura 1. Éste consta de un sensor de humedad relativa del aire 1, un sensor de temperatura del aire 2 y un sensor de temperatura 3 del objeto 6 a evitar la deposición de vaho. Los sensores (1, 2, 3) son leídos por un microcontrolador 5 que, tras ejecutar el algoritmo de anticipación o predicción, activa mediante drivers a un actuador 4 que modiﬁca las propiedades del aire circundante bajando su humedad relativa y punto de rocío y aumentando la temperatura del objeto. The functional block diagram of the predictive anti-fogging apparatus is shown in Figure 1. This consists of a relative humidity sensor 1, an air temperature sensor 2 and a temperature sensor 3 of object 6 to prevent the deposition of fog . The sensors (1, 2, 3) are read by a microcontroller 5 which, after executing the anticipation or prediction algorithm, activates by means of drivers an actuator 4 that modifies the properties of the surrounding air by lowering its relative humidity and dew point and increasing Object temperature

El actuador 4 que modiﬁca las propiedades del aire circundante depende de las características de conﬁnamiento del aire a procesar. Las Figuras 2A y 2B muestran los diagramas esquemáticos del actuador 4 para ambientes exteriores e interiores, respectivamente. Para ambientes exteriores el actuador 4 consta de una cavidad 7 donde se sitúa el objeto 6 a evitar la deposición de vaho. La cavidad 7 crea un conﬁnamiento local del aire. El aire conﬁnado es calentado mediante una lámina calefactora unidireccional 8 que se encuentra dentro de la cavidad 7 formando un ángulo menor de 45 grados con la vertical. La inclinación óptima permite el máximo intercambio térmico entre la lámina calefactora y el aire, y depende del tamaño y potencia de la lámina calefactora empleada (la anchura de la lámina y de su temperatura), normalmente entre 30 y 45 grados. La temperatura de la lámina calefactora unidireccional debe ser relativamente alta para facilitar el intercambio de calor con el aire frío (v. g. más de 70º y menos de 100º centígrados para evitar cambios de fase). Así, el aire que toca la superﬁcie caliente, se calienta y disminuye su densidad provocándose una corriente de convección dentro de la cavidad 7. Al cabo de pocos segundos el aire que contiene la cavidad 7 ha aumentado su temperatura (disminuyendo su humedad relativa), a la vez que ha calentado la superﬁcie del objeto 6 a evitar la deposición de vaho. The actuator 4 that modifies the properties of the surrounding air depends on the con ﬁ dence characteristics of the air to be processed. Figures 2A and 2B show the schematic diagrams of the actuator 4 for outdoor and indoor environments, respectively. For outdoor environments the actuator 4 consists of a cavity 7 where the object 6 is placed to avoid the deposition of mist. Cavity 7 creates a local air con ﬁ nement. The confined air is heated by a unidirectional heating sheet 8 that is inside the cavity 7 at an angle less than 45 degrees with the vertical. The optimum inclination allows maximum thermal exchange between the heating sheet and the air, and depends on the size and power of the heating sheet used (the width of the sheet and its temperature), usually between 30 and 45 degrees. The temperature of the unidirectional heating sheet must be relatively high to facilitate heat exchange with cold air (eg more than 70 ° and less than 100 ° C to avoid phase changes). Thus, the air that touches the hot surface is heated and its density decreases causing a convection current inside the cavity 7. After a few seconds the air in the cavity 7 has increased its temperature (decreasing its relative humidity), while heating the surface of object 6 to prevent the deposition of fog.

Para ambientes interiores, el actuador consta de una bomba de calor 12 que genera un foco frío 10 y un foco caliente 11 en donde se encuentran dos intercambiadores de calor (13, 13’). El aire húmedo del interior es recogido por una turbina 9 que lo conduce hacia el intercambiador de calor 13 del foco frío 10 de la bomba de calor 12. La temperatura del foco frío debe estar por debajo de la temperatura de rocío del aire procesado por lo que éste condensará el agua 31 que contiene en el condensador 14. La temperatura de rocío del aire procesado será igual a la temperatura del foco frío de la bomba de calor. El aire frío seco producido es conducido hacia el intercambiador de calor 13’ del foco caliente generándose un aire seco caliente con una humedad relativa muy baja. El aire seco caliente se dirige mediante un conducto con álabes directores de ﬂujo hacia el objeto a evitar la deposición de vaho 6’. For indoor environments, the actuator consists of a heat pump 12 that generates a cold bulb 10 and a hot bulb 11 where two heat exchangers (13, 13 ’) are located. The humid air inside is collected by a turbine 9 which leads to the heat exchanger 13 of the cold bulb 10 of the heat pump 12. The temperature of the cold bulb must be below the dew temperature of the processed air so that it will condense the water 31 that it contains in the condenser 14. The dew temperature of the processed air will be equal to the temperature of the cold focus of the heat pump. The dry cold air produced is conducted towards the heat exchanger 13 'of the hot spot, generating a hot dry air with a very low relative humidity. The hot dry air is directed through a conduit with ﬂ ow blades towards the object to avoid vapor deposition 6 ’.

Las Figuras 3A y 3B muestran una realización del aparato antivaho para exteriores en un visor de un sistema óptico, por ejemplo un transceptor óptico láser, junto con una vista explosionada de la lámina calefactora unidireccional 8 del actuador 4. La caja del sistema óptico se ha realizado generando una cavidad 7 en torno al visor de vidrio, que es el objeto 6 donde se debe evitar la deposición de vaho. La caja 21 y la tapa 22 que generan la cavidad (creando una especie de visera) y envuelven al visor de vidrio se han realizado en aluminio. Para minimizar la transmisión del calor por conducción entre el aluminio y el vidrio se ha intercalado entre ellos una corona 20 de un material aislante del calor, por ejemplo de policarbonato. La lámina calefactora 8, situada a una pequeña distancia (por ejemplo, de unos 5 mm) de la tapa 22 y con un ángulo de unos 30º con respecta a ésta, genera calor unidireccional en la superﬁcie metálica 23 realizada en aluminio o cobre sobre la que se adhiere una resistencia eléctrica en zigzag 24 cubriendo toda su superﬁcie. La parte posterior de la resistencia eléctrica 24 se adosa a una lámina aislante térmica 25 (en una realización preferida de polipropileno) con un recubrimiento de aluminio para reﬂejar el calor generado por radiación hacia la superﬁcie 23. La lámina posterior 26 de policarbonato y los soportes 27-27’ completan la estructura de la lámina calefactora unidireccional 8 del actuador 4. Figures 3A and 3B show an embodiment of the outdoor anti-fogging apparatus in a viewfinder of an optical system, for example a laser optical transceiver, together with an exploded view of the unidirectional heating sheet 8 of the actuator 4. The optical system housing has been made by generating a cavity 7 around the glass sight glass, which is the object 6 where fog deposition should be avoided. The box 21 and the lid 22 that generate the cavity (creating a kind of visor) and wrap the glass visor have been made of aluminum. To minimize the transmission of heat by conduction between the aluminum and the glass, a crown 20 of a heat insulating material, for example polycarbonate, has been interposed between them. The heating sheet 8, located at a small distance (for example, about 5 mm) from the cover 22 and at an angle of about 30 ° with respect to it, generates unidirectional heat on the metal surface 23 made of aluminum or copper on the that an electrical resistance in zigzag 24 is adhered covering all its surface. The back of the electrical resistor 24 is attached to a thermal insulating sheet 25 (in a preferred embodiment of polypropylene) with an aluminum coating to reflect the heat generated by radiation to the surface 23. The back sheet 26 of polycarbonate and the supports 27-27 'complete the structure of the unidirectional heating sheet 8 of the actuator 4.

En la realización presentada del aparato antivaho para exteriores, la temperatura de la lámina calefactora unidireccional está en el entorno de 80ºC. En un ambiente simulado de un aire estático a 12ºC y 70% de humedad (temperatura de rocío de 6.7ºC), supuesta la temperatura inicial de la caja y visor de 5ºC; es decir, veriﬁcando la condición de deposición de vaho, el simulador calcula la respuesta estacionaria (termodinámica del equilibrio), mostrando los siguientes resultados (Figuras 4A, 4B, 4C y 4D): In the presented embodiment of the outdoor anti-fogging apparatus, the temperature of the unidirectional heating sheet is around 80 ° C. In a simulated environment of static air at 12ºC and 70% humidity (dew point temperature of 6.7ºC), the initial temperature of the case and visor of 5ºC is assumed; that is, by checking the condition of fog deposition, the simulator calculates the stationary response (equilibrium thermodynamics), showing the following results (Figures 4A, 4B, 4C and 4D):

1. one.: La lámina calefactora unidireccional 8, calentada a 80ºC, genera un ﬂujo de aire forzado convectivo con velocidades máximas de 0.3 m/s en una sección de unos 5 mm pasando entre la lámina y la tapa recorriendo el visor de forma laminar (Figura 4A). The unidirectional heating sheet 8, heated at 80 ° C, generates a convective forced air ﬂ ow with maximum velocities of 0.3 m / s in a section of about 5 mm passing between the sheet and the cover traveling the laminar viewer (Figure 4A).

2. 2.: En pocos segundos, todo el aire del interior de la cavidad se encuentra a una temperatura media de 18ºC. El visor, inicialmente a 5ºC se calienta presentando un mapa de isotermas con temperaturas del orden de 10ºC por encima de la temperatura inicial (Figura 4B). In a few seconds, all the air inside the cavity is at an average temperature of 18ºC. The viewfinder, initially at 5 ° C, is heated by presenting a map of isotherms with temperatures of the order of 10 ° C above the initial temperature (Figure 4B).

3. 3.: La humedad relativa del aire en la superﬁcie del visor baja del orden de 30 puntos porcentuales frente a la humedad relativa inicial existente. Por lo que la temperatura de rocío baja a 4.1ºC (18ºC -40%) (Figura 4C). The relative humidity of the air on the surface of the viewfinder falls on the order of 30 percentage points compared to the existing initial relative humidity. Therefore, the dew point temperature drops to 4.1ºC (18ºC -40%) (Figure 4C).

4. Four.: Con el visor a 18º y con un aire al 40% de humedad relativa media es imposible la deposición de vaho tal como demuestra el mapa de fracción de masa de agua condensada en la superﬁcie del visor (Figura 4D). With the viewfinder at 18º and with an air at 40% average relative humidity, vapor deposition is impossible, as shown by the mass fraction map of condensed water on the surface of the viewfinder (Figure 4D).

La Figura 5 muestra otra realización del aparato antivaho predictivo, en este caso para interiores, en una ventanilla de automóvil de 70 cm, siendo aplicable esta realización también a los parabrisas del vehículo. En las Figuras 6A, 6B y 6C se muestran detalles del actuador 4 desde diferentes vistas. En la Figura 6A se muestra de manera esquemática la localización del sensor de humedad relativa del aire 1, sensor de temperatura del aire 2 y sensor de temperatura 3 del objeto 6 a evitar la deposición de vaho. Dichos sensores se conectan al microcontrolador 5. El objeto 6 a evitar la deposición de vaho se corresponde con la superﬁcie interior del vidrio de la ventanilla. El ﬂujo de aire seco debe adaptarse a la forma del objeto 6 en el que debe evitarse la condensación. El actuador 4 a través de la tobera 19 (mostrada en la Figura 6C) se conecta a un conducto de álabes 15 construido en ABS y formado por 140 alabes de 5x5 mm de anchura (Figura 6A), que se distribuyen en la base de la ventanilla a lo largo del ala 16 que redirige el ﬂujo hacia la misma en una sección 2.5 mm de anchura por 70 cm de largo (ﬁgura 6B). Así, el aire inyectado por la turbina 9 se distribuye de forma laminar y uniforme sobre toda la superﬁcie de la ventanilla. Los detalles del actuador 4 se muestran en la ﬁgura 6C. La bomba de calor 12 está realizada con celdas peltier conectando su foco frío 10 y caliente 11 con los intercambiadores de calor 13 y 13’ respectivamente. Los intercambiadores de calor realizados con láminas de aluminio paralelas al ﬂujo, se sitúan en un conducto 18 en forma de “U” realizado en polipropileno o lana de roca prensada con refuerzo exterior e interior de aluminio conformando una cavidad adiabática en cuya base se sitúa el condensador 14 que recoge por gravedad el agua condensada a través del tubo de desagüe 17. La entrada del conducto 18 se conecta con la turbina 9 y la salida de dicho conducto 18 se conecta a la tobera 19 que adapta la salida del aire al conducto de álabes 15. Figure 5 shows another embodiment of the predictive anti-fogging apparatus, in this case for interiors, in a 70 cm car window, this embodiment being applicable also to the windshield of the vehicle. Details of actuator 4 from different views are shown in Figures 6A, 6B and 6C. Figure 6A schematically shows the location of the relative humidity sensor of air 1, temperature sensor of air 2 and temperature sensor 3 of object 6 to prevent vapor deposition. Said sensors are connected to the microcontroller 5. The object 6 to avoid the deposition of fog corresponds to the inner surface of the window glass. The flow of dry air must be adapted to the shape of the object 6 in which condensation should be avoided. The actuator 4 through the nozzle 19 (shown in Figure 6C) is connected to a vane duct 15 constructed in ABS and formed by 140 blades 5x5 mm wide (Figure 6A), which are distributed at the base of the window along the wing 16 which redirects the flow towards it in a section 2.5 mm wide by 70 cm long (Figure 6B). Thus, the air injected by the turbine 9 is distributed in a laminar and uniform manner over the entire surface of the window. Details of actuator 4 are shown in Figure 6C. The heat pump 12 is made with peltier cells connecting its hot and cold focus 10 with the heat exchangers 13 and 13 ’respectively. The heat exchangers made with aluminum sheets parallel to the ﬂ ow, are placed in a "U" shaped conduit 18 made of polypropylene or pressed rock wool with exterior and interior aluminum reinforcement forming an adiabatic cavity at whose base the condenser 14 that collects condensed water by gravity through the drain pipe 17. The inlet of the duct 18 is connected to the turbine 9 and the outlet of said duct 18 is connected to the nozzle 19 which adapts the air outlet to the duct blades 15.

La formación de aire seco caliente por parte del actuador antivaho para interiores 4 se muestra con un ejemplo de simulación en el que se ha supuesto un ambiente de aire húmedo de 15ºC y 70% de humedad relativa (temperatura de rocío de 9.6ºC). Este aire se inyecta por la turbina 9 con un ﬂujo de 0.8 m3/min dirigiéndose hacia el foco frío 10-13 de la bomba de calor que se encuentra a una temperatura de 5ºC. Tras su condensación en el condensador 14, se calienta a 70ºC en el foco caliente de la bomba 11-13’ dirigiéndose hacia la tobera de salida 19. Tras calcular la respuesta estacionaria (termodinámica de equilibrio), los resultados son los siguientes: The formation of hot dry air by the indoor anti-fog actuator 4 is shown with a simulation example in which a humid air environment of 15 ° C and 70% relative humidity (dew temperature of 9.6 ° C) has been assumed. This air is injected by the turbine 9 with a flow of 0.8 m3 / min going to the cold focus 10-13 of the heat pump at a temperature of 5 ° C. After condensation in the condenser 14, it is heated to 70 ° C in the hot spot of the pump 11-13 ’going to the outlet nozzle 19. After calculating the stationary response (equilibrium thermodynamics), the results are as follows:

1. one.: El aire húmedo a 15ºC ﬂuye en régimen laminar a una velocidad media de 17 m/s por el tubo en “U” 18 presentando una distribución térmica tal como se muestra en la sección de la Figura 7A. La temperatura media de salida es del orden de los 35ºC. The humid air at 15 ° C flows in a laminar regime at an average speed of 17 m / s through the "U" tube 18 presenting a thermal distribution as shown in the section of Figure 7A. The average outlet temperature is of the order of 35ºC.

2. 2.: A medida que la temperatura del aire cambia entre los 5ºC del foco frío y los 70ºC del foco caliente su humedad relativa cambia desde el 70% de su valor inicial a un valor medio inferior al 20% en la salida (Figura 7B). As the air temperature changes between 5ºC of the cold focus and 70ºC of the hot focus, its relative humidity changes from 70% of its initial value to an average value of less than 20% at the outlet (Figure 7B).

3. 3.: Al pasar por el foco frío la temperatura del aire húmedo se sitúa por debajo de su temperatura de rocío y condensa en forma de agua. La Figura 7C ilustra la distribución de la fracción de masa de agua condensada mostrando la deposición de agua en el condensador 14 y su salida por el desagüe 17. When passing through the cold spot, the temperature of the humid air is below its dew temperature and condenses as water. Figure 7C illustrates the distribution of the mass fraction of condensed water showing the deposition of water in the condenser 14 and its exit through the drain 17.

El aire seco caliente producido en el actuador 4 se inyecta en el conducto de álabes 15 para ser dirigido hacia la ventanilla supuesta a una temperatura inicial de 5ºC, temperatura por debajo de la temperatura de rocío. La Figura 8A muestra la distribución del ﬂujo y velocidades sobre la ventanilla. En esta realización, la velocidad media de salida es de 5 m/s demostrándose la habilidad del conjunto de alabes presentado para producir un régimen laminar en toda la extensión de la misma siendo el espesor laminar de unos 2.5 mm. La humedad relativa media de esta lámina es menor del 40% dado que, en régimen estacionario, el aire seco a 35ºC y 20% de humedad producido por el actuador 4, se mezcla con el aire ambiental de esa zona superﬁcial con una humedad del 70%. Considerando que la ventanilla se encuentra en todo su volumen a una temperatura inicial de 5ºC, en régimen estacionario se produce una lámina de aire que calienta la superﬁcie de la ventanilla a una temperatura media de 17ºC y 40% de humedad con la distribución térmica que muestra la Figura 8B (márgenes entre 15ºC y 21ºC). En estas condiciones, el aire laminar estacionario en torno a la ventanilla posee una temperatura de rocío media menor de 3.3ºC, temperatura inferior a la de la superﬁcie de la ventanilla, por lo que no se producirá vaho. La Figura 8C muestra la distribución de la humedad relativa en la ventanilla. En la base de la ventanilla la humedad relativa es menor del 35% mientras que en los contornos exteriores es inferior al 55% con una temperatura superior a los 15ºC. Considerando este peor caso, la temperatura de rocío es de 6ºC, temperatura muy por debajo de la temperatura de la superﬁcie de la ventanilla. The hot dry air produced in the actuator 4 is injected into the vane duct 15 to be directed towards the supposed window at an initial temperature of 5 ° C, a temperature below the dew temperature. Figure 8A shows the flow distribution and velocities over the window. In this embodiment, the average output speed is 5 m / s, demonstrating the ability of the set of blades presented to produce a laminar regime throughout the entire length of it being the laminar thickness of about 2.5 mm. The average relative humidity of this sheet is less than 40% since, at steady state, the dry air at 35 ° C and 20% humidity produced by the actuator 4, is mixed with the ambient air of that surface area with a humidity of 70 %. Considering that the window is in full volume at an initial temperature of 5 ° C, an air sheet is produced at steady state that heats the surface of the window at an average temperature of 17 ° C and 40% humidity with the thermal distribution shown Figure 8B (margins between 15ºC and 21ºC). Under these conditions, the stationary laminar air around the window has an average dew point temperature of less than 3.3 ° C, a temperature lower than that of the window surface, so that no fog will occur. Figure 8C shows the relative humidity distribution in the window. At the base of the window the relative humidity is less than 35% while in the outer contours it is less than 55% with a temperature above 15 ° C. Considering this worst case, the dew point temperature is 6 ° C, a temperature well below the temperature of the window surface.

El algoritmo de predicción o anticipación antivaho detallado ejecutado por el microcontrolador 5 se describe a continuación mostrándose su diagrama de ﬂujo de datos en la Figura 9. The detailed anti-fog prediction or anticipation algorithm executed by microcontroller 5 is described below, showing its data ﬂ ow diagram in Figure 9.

La medición y cálculo de variables se realiza por parte del microcontrolador a intervalos regulares de tm segundos. Estos intervalos veriﬁcan el teorema de Nyquist y se calculan en base a un estudio de la evolución de las temperaturas y humedades relativas que se sucedan en el ambiente donde se sitúe el aparato antivaho predictivo (intervalos entre algunos segundos y varios minutos). The measurement and calculation of variables is carried out by the microcontroller at regular intervals of tm seconds. These intervals verify the Nyquist theorem and are calculated based on a study of the evolution of the relative temperatures and humidity that occur in the environment where the predictive anti-fogging apparatus is located (intervals between a few seconds and several minutes).

Descripción de variables y parámetros Description of variables and parameters

--: Periodo de medida: tm Measurement period: tm

--: Variable binaria de activación del actuador: A Binary actuator activation variable: A

--: Humedad relativa del aire: Ha Relative air humidity: Ha

--: Temperatura del aire: Ta Air temperature: Ta

--: Temperatura del objeto: To Object temperature: To

--: Temperatura de rocío: Tr Dew Temperature: Tr

--: Parámetro de valor constante que representa el margen de seguridad expresado en grados centígrados: δT. Constant value parameter representing the safety margin expressed in degrees Celsius: δT.

De acuerdo con el diagrama de ﬂujo de la Figura 9 el procedimiento que se repite cada tm segundos, pudiendo ser tm un valor predeterminado o no, variable o constante en el tiempo, es: S0. Inicialización de variables: -Fijar el parámetro del margen térmico de seguridad δT -Fijar las variables a un valor inicial. S1. Adquisición de datos: -Adquirir el valor de la temperatura del aire: Ta -Adquirir el valor de la humedad relativa del aire: Ha -Adquirir el valor de la temperatura del objeto: T0. S2. Cálculo de la temperatura de rocío según la expresión (4): -Calcular la temperatura de rocío: Tr S3. Comparación de la temperatura de rocío más el margen de seguridad con la temperatura del objeto: -Si To ≥ Tr+ δT, desactivar el actuador A =0yvolveraS1. -Si T0 < Tr+ δT, activar el actuador A =1yvolveraS1. Las condiciones a veriﬁcar para activar y/o desactivar el actuador pueden ser otras diferentes, como por ejemplo: -Si To < 2 · Tr, activar el actuador A =1yvolveraS1. -La desactivación (A = 0) podría ser manual, y no automática, o con otras diferentes condiciones y/o márgenes de seguridad. According to the flow chart of Figure 9, the procedure that is repeated every tm seconds, tm being a predetermined value or not, variable or constant over time, is: S0. Initialization of variables: -Set the parameter of the safety thermal margin δT -Set the variables to an initial value. S1. Acquisition of data: -Acquire the value of the air temperature: Ta -Acquire the value of the relative humidity of the air: Ha -Acquire the value of the object temperature: T0. S2 Dew temperature calculation according to the expression (4): -Calculate the dew temperature: Tr S3. Comparison of the dew temperature plus the safety margin with the object temperature: -If To ≥ Tr + δT, deactivate the actuator A = 0 and return S1. -If T0 <Tr + δT, activate actuator A = 1 and volvera S1. The conditions to be checked to activate and / or deactivate the actuator may be different, for example: -If To <2 · Tr, activate the actuator A = 1 and return S1. -The deactivation (A = 0) could be manual, and not automatic, or with other different conditions and / or safety margins.

Así mismo, la presente invención se podría emplear conjuntamente para ambientes interiores y exteriores, tal como se muestra en la Figura 10, por ejemplo para evitar la deposición de vaho en el exterior e interior de sistemas en los que es imposible eliminar completamente la humedad (acristalamientos en viviendas, escaparates, lucernarios, cerramientos de vidrio en piscinas, etc...). En este caso se podría utilizar un único microcontrolador (5), o bien dos diferentes, para medir los distintos sensores de temperatura (1, 1’, 3, 3’) y humedad (2, 2’) de ambos entornos (exterior e interior) y para controlar los correspondientes actuadores (4, 4’), exterior e interior, según se ha explicado anteriormente. Likewise, the present invention could be used together for indoor and outdoor environments, as shown in Figure 10, for example to prevent the deposition of fog on the outside and inside of systems in which it is impossible to completely remove moisture ( glazing in homes, shop windows, skylights, glass enclosures in swimming pools, etc ...). In this case, a single microcontroller (5), or two different ones, could be used to measure the different temperature (1, 1 ', 3, 3') and humidity (2, 2 ') sensors of both environments (outdoor and inside) and to control the corresponding actuators (4, 4 '), outside and inside, as explained above.

Claims

1. Predictive anti-fogging apparatus, characterized in that it comprises: -first temperature sensing means (3), responsible for measuring the To temperature of a first surface

of the object (6) to avoid vapor deposition; -first actuator means (4) set, when activated, to:

• •: disminuir la humedad relativa local del aire circundante a la primera superﬁcie del objeto (6); y decrease the local relative humidity of the air surrounding the first surface of the object (6); Y

• •: aumentar la temperatura de dicha primera superﬁcie; increase the temperature of said first surface;

--: segundos medios sensores de temperatura (2), encargados de medir la temperatura Ta del aire enfrentado a la primera superﬁcie y fuera de la inﬂuencia de los primeros medios actuadores (4); second temperature sensing means (2), responsible for measuring the temperature Ta of the air facing the first surface and outside the in ﬂ uence of the first actuating means (4);

--: primeros medios sensores de humedad relativa del aire (1), encargados de medir la humedad relativa Ha del aire enfrentado a la primera superﬁcie y fuera de la inﬂuencia de los primeros medios actuadores (4); first air relative humidity sensing means (1), responsible for measuring the relative humidity Ha of the air facing the first surface and outside the in ﬂ uence of the first actuating means (4);

--: medios de control (5), conﬁgurados para, cada cierto tiempo tm: control means (5), configured for, from time to time tm:

• obtain from the first temperature sensing means (3), second temperature sensing means (2) and first air relative humidity sensing means (1), temperature To of the first surface, temperature Ta of air and humidity relative Ha of the air;

• •: calcular, a partir de la temperatura Ta del aire y la humedad relativa Ha del aire, la temperatura Tr de rocío del aire; calculate, from the temperature Ta of the air and the relative humidity Ha of the air, the temperature Tr of air dew;

• •: comparar la temperatura Tr de rocío del aire con la temperatura To de la primera superﬁcie, y activar o no los primeros medios actuadores (4) en función de dicha comparación. compare the temperature Tr of air dew with the temperature To of the first surface, and activate or not activate the first actuator means (4) according to said comparison.

2. 2.: Aparato antivaho predictivo según la reivindicación 1, donde los medios de control (5) están adicionalmente conﬁgurados para, una vez realizada la comparación de la temperatura Tr de rocío del aire con la temperatura To de la primera superﬁcie, desactivar o no los primeros medios actuadores (4) en función de dicha comparación. Predictive anti-fogging device according to claim 1, wherein the control means (5) are additionally configured for, once the comparison of the temperature Dew of the air dew with the temperature To of the first surface is made, deactivate or not the first actuating means (4) based on said comparison.

3. 3.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de control (5) están conﬁgurados para activar los primeros medios actuadores (4) si se cumple la siguiente condición: Predictive anti-fogging apparatus according to any of the preceding claims, wherein the control means (5) are configured to activate the first actuator means (4) if the following condition is met:

where δT is a safety thermal margin of predetermined value.

4. Four.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los primeros medios sensores de temperatura (3) comprenden un sensor de temperatura adherido a la superﬁcie en la cual debe evitarse la condensación. Predictive anti-fogging apparatus according to any of the preceding claims, wherein the first temperature sensing means (3) comprises a temperature sensor adhered to the surface in which condensation should be avoided.

5. 5.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde para disminuir la humedad relativa local del aire circundante a la primera superﬁcie del objeto (6) los primeros medios actuadores (4) están conﬁgurados para realizar al menos una de las siguientes acciones: Predictive anti-fogging apparatus according to any of the preceding claims, wherein to decrease the local relative humidity of the air surrounding the first surface of the object (6) the first actuator means (4) are configured to perform at least one of the following actions:

--: eliminar el agua que posee disuelto el aire circundante; remove the water that has dissolved the surrounding air;

--: calentar el aire circundante. heat the surrounding air.

6. Predictive anti-fogging apparatus according to any of the preceding claims, wherein the control means (5) comprise a microcontroller.

7. Predictive anti-fogging device according to any of claims 1 to 6, wherein the first actuator means

(4) comprise: - a cavity (7) responsible for locally con ﬁ rming the surrounding air to the first surface of the object (6); - a unidirectional heating sheet (8) positioned at an angle to the first surface and con ﬁ gured,

when the first actuator means (4) are activated, for, by generating unidirectional heat at its surface closest to the first surface of the object (6), to create in the air locally confined in the cavity (7) a convection current of hot air on the first surface of the object (6).

8. Predictive anti-fogging apparatus according to claim 7, wherein the unidirectional heating sheet (8) comprises:

--: una superﬁcie metálica (23), que corresponde a la superﬁcie de la lámina calefactora unidireccional (8) más cercana a la primera superﬁcie del objeto (6); a metal surface (23), which corresponds to the surface of the unidirectional heating sheet (8) closest to the first surface of the object (6);

--: una resistencia eléctrica (24) que cubre la parte posterior de dicha superﬁcie metálica (23); an electrical resistor (24) covering the back of said metal surface (23);

--: una lámina aislante térmica (25) adosada a la parte posterior de la resistencia eléctrica (24) con un recubrimiento metálico para reﬂejar el calor generado por radiación hacia la superﬁcie metálica (23). a thermal insulating sheet (25) attached to the back of the electrical resistor (24) with a metallic coating to reflect the heat generated by radiation towards the metallic surface (23).

9. 9.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones7a8, estando los medios actuadores conﬁgurados, cuando están activados, para calentar la lámina calefactora unidireccional (8) a una temperatura alta inferior a la de ebullición del agua. Predictive anti-fogging apparatus according to any of claims 7 to 8, the actuator means being configured, when activated, to heat the unidirectional heating sheet (8) at a high temperature lower than that of boiling water.

10. 10.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, donde la lámina calefactora unidireccional (8) forma un ángulo, con respecto a la primera superﬁcie, menor de 45ºC. Predictive anti-fogging apparatus according to any of claims 7 to 9, wherein the unidirectional heating sheet (8) forms an angle, with respect to the first surface, less than 45 ° C.

11. eleven.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde los primeros medios actuadores (4) comprenden: -una bomba de calor (12) en cuyos focos frío (10) y caliente (11) se sitúan intercambiadores de calor (13, 13’); -un conducto (18) que contiene los intercambiadores de calor (13,13’); -un condensador (14) conectado al conducto (18); -una turbina (9) encargada, cuando los primeros medios actuadores (4) están activados, de inyectar aire a través Predictive anti-fogging apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the first actuator means (4) comprises: a heat pump (12) in whose cold (10) and hot (11) foci heat exchangers (13, 13 '); -a conduit (18) containing the heat exchangers (13.13 ’); -a capacitor (14) connected to the conduit (18); -a turbine (9) responsible, when the first actuator means (4) are activated, to inject air through

duct (18); the conduit (18) being configured to:

• conduct the air injected by the turbine (9) towards the cold focus (10) of the heat pump (12) to generate condensation of the water contained in the condenser (14), obtaining cold and dry air;

• •: conducir el aire frío y seco por el foco caliente (13’), produciendo un aire seco y caliente; conduct the cold and dry air through the hot spot (13 ’), producing a dry and hot air;

• •: dirigir el aire seco y caliente hacia la primera superﬁcie del objeto (6). direct the hot dry air towards the first surface of the object (6).

12. 12.: Aparato antivaho predictivo según la reivindicación 11, donde el conducto (18) tiene forma de “U” y se disponen en su base el condensador (14) y un desagüe (17). Predictive anti-fogging apparatus according to claim 11, wherein the conduit (18) is "U" shaped and the condenser (14) and a drain (17) are arranged at its base.

13. 13.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, que comprende un conducto de álabes (15) con una pluralidad de álabes distribuidos en la base de la primera superﬁcie del objeto (6) a lo largo de un ala (16), estando dicho conducto de álabes (15) encargado de dirigir el aire seco y caliente proveniente del conducto Predictive anti-fogging apparatus according to any of claims 11 to 12, comprising a vane duct (15) with a plurality of vanes distributed at the base of the first surface of the object (6) along a wing (16), being said vane duct (15) responsible for directing the dry and hot air coming from the duct

(18) directly and uniformly on said first surface of the object (6).

14. 14.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, donde la bomba de calor (12) comprende celdas peltier. Predictive anti-fogging apparatus according to any of claims 11 to 13, wherein the heat pump (12) comprises peltier cells.

15. fifteen.: Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente: Predictive anti-fogging apparatus according to any of the preceding claims, further comprising:

--: terceros medios sensores de temperatura (3’), encargados de medir la temperatura To’ de una segunda superﬁcie del objeto (6), opuesta a la primera superﬁcie; third temperature sensing means (3 ’), in charge of measuring the To’ temperature of a second surface of the object (6), opposite the first surface;

--: segundos medios actuadores (4’) conﬁgurados, cuando están activados, para: second actuator means (4 ’) set, when activated, to:

• •: disminuir la humedad relativa local del aire circundante a la segunda superﬁcie del objeto (6); y decrease the local relative humidity of the surrounding air to the second surface of the object (6); Y

• •: aumentar la temperatura de dicha segunda superﬁcie; increase the temperature of said second surface;

--: cuartos medios sensores de temperatura (2’), encargados de medir la temperatura Ta’ del aire enfrentado a la segunda superﬁcie y fuera de la inﬂuencia de los segundos medios actuadores (4’); fourth temperature sensing means (2 ’), responsible for measuring the temperature Ta’ of the air facing the second surface and outside the in ﬂ uence of the second actuating means (4 ’);

--: segundos medios sensores de humedad relativa del aire (1’), encargados de medir la humedad relativa Ha’ del aire enfrentado a la segunda superﬁcie y fuera de la inﬂuencia de los segundos medios actuadores (4’); second air relative humidity sensor means (1 ’), responsible for measuring the relative humidity Ha’ of the air facing the second surface and outside the in ﬂ uence of the second actuating means (4 ’);

where the control means (5) are additionally configured for, from time to time:

• obtain from the third means temperature sensors (3 '), fourth means temperature sensors (2') and second means relative humidity sensors (1 '), the temperature To' of the second surface, the temperature Ta ' of air and relative humidity Ha 'of the air;

• •: calcular, a partir de la temperatura Ta’ del aire y la humedad relativa Ha’ del aire, la temperatura Tr’de rocío del aire; calculate, from the temperature Ta ’of the air and the relative humidity Ha’ of the air, the temperature Tr’de dew of the air;

• •: comparar la temperatura Tr’ de rocío del aire con la temperatura To’ de la segunda superﬁcie, y activar o no los segundos medios actuadores (4) en función de dicha comparación. compare the temperature Tr ’of air dew with the temperature of the second surface, and activate or not the second actuator means (4) according to said comparison.

16. Optical transceiver comprising:

--: un visor de vidrio (6), a través del cual se recibe y transmite la información óptica, siendo el objeto a evitar la deposición de vaho; a glass viewfinder (6), through which the optical information is received and transmitted, the object being to avoid the deposition of fog;

--: el aparato antivaho según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, donde la cavidad (7) está formada por una carcasa (21, 22) que envuelve el visor de vidrio (6) a modo de visera. the anti-fogging apparatus according to any one of claims 7 to 10, wherein the cavity (7) is formed by a housing (21, 22) that envelops the glass visor (6) as a visor.

17. 17.: Transceptor óptico según la reivindicación 16, que comprende una corona (20) de un material aislante del calor, que rodea el visor de vidrio (6) para minimizar la transmisión del calor por conducción entre la carcasa (21, 22) y el visor de vidrio (6). Optical transceiver according to claim 16, comprising a crown (20) of a heat insulating material, surrounding the glass sight glass (6) to minimize conduction heat transmission between the housing (21, 22) and the viewfinder glass (6).

18. 18.: Procedimiento antivaho predictivo, aplicado para evitar la deposición de vaho en una primera superﬁcie de un objeto (6), caracterizado por que comprende realizar cada cierto tiempo tm los siguientes pasos: Predictive anti-fogging procedure, applied to avoid the deposition of fog on a first surface of an object (6), characterized in that it includes performing the following steps every so often tm:

--: obtener la temperatura To de la primera superﬁcie, la temperatura Ta del aire enfrentado a la primera superﬁcie y la humedad relativa Ha del aire circundante a la primera superﬁcie; obtaining the temperature To of the first surface, the temperature Ta of the air facing the first surface and the relative humidity Ha of the air surrounding the first surface;

--: calcular, a partir de la temperatura Ta del aire y la humedad relativa Ha del aire, la temperatura Tr de rocío del aire; calculate, from the temperature Ta of the air and the relative humidity Ha of the air, the temperature Tr of air dew;

--: comparar la temperatura Tr de rocío del aire con la temperatura To de la primera superﬁcie, y en función de dicha comparación realizar o no las siguientes acciones: compare the temperature Tr of air dew with the temperature To of the first surface, and depending on this comparison, perform the following actions or not:

• •: aumentar la temperatura de dicha primera superﬁcie. increase the temperature of said first surface.

��

SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND

Application no .: 201001620

SPAIN

Date of submission of the application: 12.27.2010

Priority Date:

REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE

51 Int. Cl.: See Additional Sheet

RELEVANT DOCUMENTS

Categoría Category: Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected

X X: CN 2696891 Y (PENG XIAOMAO) 04.05.2005, Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE. Todo el documento. 1-6,11-15 CN 2696891 Y (PENG XIAOMAO) 04.05.2005, Summary of the EPODOC database. Recovered from EPOQUE. Whole document. 1-6.11-15

Y Y: 7-10,16-17 7-10,16-17

A TO: 18 18

Y Y: KR 20050004609 A (MODINE KOREA LLC) 12.01.2005, Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE. Todo el documento. 7-10,16-17 KR 20050004609 A (MODINE KOREA LLC) 12.01.2005, Summary of the EPODOC database. Recovered from EPOQUE. Whole document. 7-10,16-17

X X: US 4896589 A (TAKAHASHI TADAHIRO) 30.01.1990, columna 2, líneas 32-38; columna 3, línea 30 – columna 8, línea 58; figuras 1-6. 1-3,5,11-15 US 4896589 A (TAKAHASHI TADAHIRO) 30.01.1990, column 2, lines 32-38; column 3, line 30 - column 8, line 58; Figures 1-6. 1-3,5,1-15-15

X X: US 4852363 A (KAMPF HANS et al.) 01.08.1989, columna 2, línea 11 – columna 8, línea 35. 18 US 4852363 A (KAMPF HANS et al.) 01.08.1989, column 2, line 11 - column 8, line 35. 18

A TO: 1-15 1-15

A TO: US 4685508 A (IIDA KATUMI) 11.08.1987, columna 3, línea 8 – columna 7, línea 31; figuras 1-3. 1-15 US 4685508 A (IIDA KATUMI) 11.08.1987, column 3, line 8 - column 7, line 31; Figures 1-3. 1-15

A TO: ES 1070478 U (SERRANO TOLOSA PEDRO) 08.09.2009, página 2, líneas 30-34. 8 EN 1070478 U (SERRANO TOLOSA PEDRO) 08.09.2009, page 2, lines 30-34. 8

A TO: US 2002174718 A1 (YAMAKAWA TOMOYA) 28.11.2002, párrafo [0086]. 10 US 2002174718 A1 (YAMAKAWA TOMOYA) 28.11.2002, paragraph [0086]. 10

A TO: JP 63025158 A (DIESEL KIKI CO) 02.02.1988, Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE. 1 JP 63025158 A (DIESEL KIKI CO) 02.02.1988, Summary of the EPODOC database. Recovered from EPOQUE. one

A TO: JP 1254421 A (DIESEL KIKI CO) 11.10.1989, Resumen de la base de datos EPODOC. Recuperado de EPOQUE. 1 JP 1254421 A (DIESEL KIKI CO) 11.10.1989, Summary of the EPODOC database. Recovered from EPOQUE. one

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:

Fecha de realización del informe 21.06.2011 Date of realization of the report 21.06.2011: Examinador B. Tejedor Miralles Página 1/5 Examiner B. Weaver Miralles Page 1/5

REPORT OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

Application number: 201001620

CLASSIFICATION OBJECT OF THE APPLICATION H05B3 / 84 (2006.01)

B60H3 / 00 (2006.01) A62D7 / 02 (2006.01) Minimum documentation sought (classification system followed by classification symbols)

H05B, B60H, A62D

Electronic databases consulted during the search (name of the database and, if possible, terms of search used) INVENES, EPODOC, WPI, INTERNET, NPL

State of the Art Report Page 2/5

WRITTEN OPINION

Application number: 201001620

Date of Completion of Written Opinion: 06.21.2011

Statement

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 7-14, 16-17 1-6, 15, 18 SI NO Claims Claims 7-14, 16-17 1-6, 15, 18 IF NOT

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1-18 SI NO Claims Claims 1-18 IF NOT

The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986).

Opinion Base.-

This opinion has been made on the basis of the patent application as published.

State of the Art Report Page 3/5

WRITTEN OPINION

Application number: 201001620

1. Documents considered.-

The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.

Documento Document: Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date

D01 D01: CN 2696891 Y (PENG XIAOMAO) 04.05.2005 CN 2696891 Y (PENG XIAOMAO) 04.05.2005

D02 D02: KR 20050004609 A (MODINE KOREA LLC) 12.01.2005 KR 20050004609 A (MODINE KOREA LLC) 12.01.2005

D03 D03: US 4896589 A (TAKAHASHI TADAHIRO) 30.01.1990 US 4896589 A (TAKAHASHI TADAHIRO) 30.01.1990

D04 D04: US 4852363 A (KAMPF HANS et al.) 01.08.1989 US 4852363 A (KAMPF HANS et al.) 01.08.1989

D05 D05: US 4685508 A (IIDA KATUMI) 11.08.1987 US 4685508 A (IIDA KATUMI) 11.08.1987

D06 D06: ES 1070478 U (SERRANO TOLOSA PEDRO) 08.09.2009 EN 1070478 U (SERRANO TOLOSA PEDRO) 08.09.2009

D07 D07: US 2002174718 A1 ( YAMAKAWA TOMOYA) 28.11.2002 US 2002174718 A1 (YAMAKAWA TOMOYA) 11.28.2002

D08 D08: JP 63025158 A (DIESEL KIKI CO) 02.02.1988 JP 63025158 A (DIESEL KIKI CO) 02.02.1988

D09 D09: JP 1254421 A (DIESEL KIKI CO) 11.10.1989 JP 1254421 A (DIESEL KIKI CO) 11.10.1989

2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement

Claim 1:

Document D01 is considered as the closest state of the art. This document discloses an automatic anti-fog device for cars. It consists of a temperature sensor located in the window pane (3; D01), a second temperature sensor (2; D01) and a humidity sensor (1; D01). The sensors are connected to a microprocessor, which in turn is connected to an actuator (anti-fog control switch). The sensors are connected to a comparator circuit. Therefore, the first claim is not new according to article 6 of patent law 11/1986.

Dependent claims 2-15:

Claim 2 refers to the fact that once the comparison is made, the actuator means are activated or not. As disclosed in document D01. Therefore, said claim is not new according to article 6 of patent law 11/1986.

Claim 3 states that the activation of the actuator means will be carried out if the condition that the temperature of the surface of the object is lower than the dew temperature plus a thermal safety margin is met. As in document D01. Therefore, said claim is not new according to article 6 of patent law 11/1986.

Claim 4 states that the temperature sensor is adhered to the surface in question. In document D01 it is said that the temperature sensor will be installed on the window pane. Therefore, said claim is not new according to article 6 of patent law 11/1986.

Claim 5 refers to the actuator means being configured so that water is removed from the surrounding air and / or the surrounding air is heated. Document D01 states that the air conditioning circuit is activated which obviously heats the surrounding air in order to eliminate the fog. Therefore, said claim is not new according to article 6 of patent law 11/1986.

Claim 6 says that the control means comprise a microcontroller, as in document D01. Therefore, claim 6 is novel in accordance with article 6 of patent law 11/1986.

Claims 7-10 refer to the elements that comprise the actuator means. Claim 7 defines the actuator means. However, document D01 differs in that it does not explicitly state them. The technical effect is to decrease the surrounding relative humidity and increase the temperature of the object. The technical problem to solve is how to eliminate the fog that may occur on the surface in question. Document D02 discloses an anti-fogging device, consisting of a cavity where air is confined (13; D02), and a heating sheet (14; D02) placed at an angle. Thus, an expert in the field would use these technical characteristics with the same objective to solve the technical problem. Therefore, said claim does not present inventive activity according to article 8.1 of the patent law.

Claim 8 states that the elements comprising the heating sheet and that are of common knowledge in the field of heating systems, which one skilled in the art would use for the same purpose. As an example, document D06 is cited. Therefore, said claim does not present inventive activity according to article 8.1 of the patent law.

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WRITTEN OPINION

Application number: 201001620

Claim 9 refers to the fact that the actuator means, when activated, are configured to heat the unidirectional heating sheet at a high temperature lower than that of boiling water. As in document D02. Therefore, said claim does not present inventive activity according to article 8.1 of the patent law.

Claim 10 states that the heating sheet forms an angle of 45 °. It is a well known and therefore obvious technique for an expert in the field. As an example, document D07 is cited. Therefore, said claim does not present inventive activity according to article 8.1 of patent law 11/1986.

Claims 11-14 refer to the elements that comprise the actuator means and which basically correspond to an air conditioning system. It is a system usually used by a person skilled in the art to solve the problems derived from the fog that occurs on a surface. As an example, documents D03, D04 and D05 are cited. The technical characteristics of claims 12, 13 and 14 are mere design options that one skilled in the art would consider for the most efficient design of said apparatus. Therefore, claims 11-14 do not exhibit inventive activity according to article 8.1 of patent law 11/1986.

Claim 15 sets forth the same elements and intended for the same purpose as the first claim. Therefore, said claim is not new, according to article 6.1 of patent law 11/1986.

Claims 16 and 17 claim an optical transceiver to which the invention described above applies. However, there is no technical difficulty in the coupling of both devices, so said claim implies lack of inventive activity according to article 8.1 of patent law 11/1986.

Independent claim 18: In the described method the dew temperature is used, which is obtained from the relative humidity and temperature values. Document D03 describes a method in which the steps of obtaining the sensor data are contemplated; determine the value of the humidity threshold of the measurements made in the first stage, the humidity threshold as the ratio of the saturated vapor pressure inside the window and the saturated vapor pressure in the surrounding air, which is equivalent to being able to calculate dew temperature; determine if the difference between the values is above or below a stipulated value; and depending on this result activates or not the anti-fogging device. Therefore, said claim is not new according to article 6 of patent law 11/1986.

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