ES2371631T3 - Unidad humidificadora de acondicionador de aire, y aconcidicionador de aire que comprende la unidad humidificadora. - Google Patents

Unidad humidificadora de acondicionador de aire, y aconcidicionador de aire que comprende la unidad humidificadora. Download PDF

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Abstract

Una unidad humidificadora (4) de un acondicionador (1) de aire para añadir aire humidificado al aire regulado suministrado a un espacio interior, que comprende: un elemento (58) regulador de la humedad que comprende monolíticamente un material de adsorción y desorción de la humedad para adsorber y desorber la humedad del aire, y un catalizador para disminuir los componentes contaminantes del aire; un calentador (66) que está dispuesto para calentar dicho elemento regulador de la humedad; y un ventilador (70) que está dispuesto para hacer pasar aire a través de dicho elemento regulador de la humedad, caracterizada porque dicho catalizador está provisto como recubrimiento únicamente sobre una porción de dicho elemento (58) regulador de la humedad encarada hacia dicho calentador (66), siendo aumentada la eficacia de dicho catalizador por calentamiento.

Description

Unidad humidificadora de acondicionador de aire, y acondicionador de aire que comprende la unidad humidificadora
Campo técnico de la invención
La presente invencion se refiere a una unidad humidificadora de un acondicionador de aire.
5 Técnica relacionada
Recientemente han aparecido en el mercado acondicionadores de aire con una unidad humidificadora que toma la humedad del aire exterior y transfiere la humedad a un espacio interior.
Esta unidad humidificadora tiene una estructura como, por ejemplo, la dada a conocer en la Solicitud de Patente Japonesa Kokai N° 2001-41511. En la misma, se usa un rotor humidificador hecho de, por ejemplo, zeolita, para
10 humidificar el aire suministrado a un espacio interior. Especificamente, la humedad del aire es adsorbida en el rotor humidificador, y despues esa humedad es desorbida del rotor humidificador usando un calentador. Anadiendo la humedad absorbida al aire suministrado al espacio interior, se humidifica el aire suministrado al espacio interior.
Por lo tanto, dado que un acondicionador de aire provisto de una unidad humidificadora puede suministrar aire humidificado al espacio interior, puede mantenerse la humedad relativa interior a un nivel comodo incluso, por
15 ejemplo, en el invierno cuando el aire esta seco. Adicionalmente, debido a que la unidad humidificadora anteriormente mencionada esta provista de una funcion que suministra el aire tomado de un espacio exterior al espacio interior, tambien es posible llevar a cabo una ventilacion usando la funcion de suministro del aire exterior al espacio interior.
La unidad humidificadora toma aire del espacio exterior, humidifica ese aire (o no humidifica ese aire), y luego
20 suministra el aire al espacio interior. La unidad humidificadora tambien esta provista de una funcion de ventilacion, tal como se ha descrito anteriormente. Dado que el aire exterior esta generalmente mas limpio que el aire interior, puede decirse que la unidad humidificadora proporciona un valor mayor que un acondicionador de aire dado que suministra aire exterior al espacio interior.
Sin embargo, si el nivel de limpieza del aire exterior es bajo, o si el aire exterior incluye una gran cantidad de gases
25 de combustion de automoviles debido, por ejemplo, a la cercania de una carretera principal o una autopista de alta velocidad, o si el aire exterior huele debido a una alcantarilla en la que fluye agua residual, entonces existe el riesgo de que al suministrar el aire exterior al espacio interior se contaminara por desgracia el aire interior. Por consiguiente, en tal caso, activar la mencionada unidad humidificadora se vuelve problematico.
Por el contrario, una simple contramedida seria proveer a la unidad humidificadora de un filtro que absorba los
30 componentes malolientes o perjudiciales. Por lo tanto, aunque es concebible purificar el aire suministrado al espacio interior, desafortunadamente esta aproximacion aumenta el tamano de la unidad humidificadora, asi como genera el problema de, por ejemplo, tener que remplazar el filtro.
El documento JP 2000-291978 A da a conocer un rotor adsorbente que soporta un catalizador desodorante que esta activo en todo momento. Este documento no da a conocer un catalizador proporcionado como un 35 recubrimiento unicamente sobre una porcion de un elemento regulador de humedad encarada hacia un calentador, en el cual aumenta la efectividad del catalizador por calentamiento.
En el documento JP 09-170 783 A tambien se da a conocer un acondicionador de aire.
Sumario de la invención
De acuerdo con la presente invencion, se proporciona una unidad humidificadora de un acondicionador de aire para
40 anadir aire humidificado al aire regulado suministrado a un espacio interior, que comprende; un elemento regulador de la humedad que comprende monoliticamente: un material de adsorcion y desorcion de la humedad para adsorber y desorber la humedad en el aire, y un catalizador para reducir los componentes contaminantes del aire; un calentador que esta dispuesto para calentar dicho elemento regulador de la humedad; y un ventilador que esta dispuesto para hacer pasar el aire a traves de dicho elemento regulador de la humedad, en la cual dicho catalizador
45 esta provisto de un recubrimiento unicamente en una porcion de dicho elemento regulador de la humedad encarada hacia dicho calentador, viendose aumentada la efectividad de dicho catalizador mediante el calentamiento.
Calentando el elemento regulador de la humedad mediante un calentador, se desorbe la humedad del elemento regulador de la humedad, y mediante un ventilador puede anadirse esa humedad al aire que pasa a traves del elemento regulador de la humedad.
50 Adicionalmente, aunque el elemento regulador de la humedad, que incluye un catalizador, tiene una funcion que
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disminuye la cantidad del componente contaminante del aire, dicha funcion puede ser llevada a cabo efectivamente si un calentador calienta el elemento regulador de la humedad a una temperatura elevada.
Existen catalizadores en los que el valor que indica la efectividad de disminucion de los componentes contaminantes (p. ej., la tasa de descomposicion de los componentes contaminantes) aumenta a elevadas temperaturas. Cuando tal catalizador esta incluido en el elemento regulador de la humedad, es preferible calentar el catalizador.
En vista de lo anterior, la unidad humidificadora de la presente reivindicacion esta constituida de manera que el catalizador del elemento regulador de la humedad recubre una porcion cercana al calentador que calienta el elemento regulador de la humedad (porcion lado calentador). De este modo, puede aumentarse la efectividad de disminucion de los componentes contaminantes por parte del catalizador.
En las realizaciones preferidas, la unidad humidificadora del acondicionado de aire es una unidad que toma aire del espacio exterior, y suministra dicho aire al espacio interior. Adicionalmente, el acondicionador de aire puede llevar a cabo una operacion de humidificacion, en la que se suministra el aire humidificado desde la unidad humidificadora al espacio interior, y una operacion de suministro de aire, en la que se suministra el aire no humidificado desde la unidad humidificadora al espacio interior. Adicionalmente, el calentador ejecuta un primer modo de control de calentamiento para desorber la humedad del elemento regulador de la humedad en la operacion de humidificacion, y ejecuta un segundo modo de control de calentamiento para promover la funcion del catalizador del elemento regulador de la humedad en la operacion de suministro de aire.
En este caso, es posible llevar a cabo la operacion de humidificacion y la operacion de suministro de aire en el acondicionador de aire usando la funcion de la unidad humidificadora es decir, aspirar aire del espacio exterior y suministrar dicho aire al espacio interior. Se asume que la operacion de suministro de aire se lleva a cabo si se necesita ventilar el espacio interior pero no se necesita humidificar.
Por lo tanto, el calentador se controla de manera que la funcion de regulacion de la humedad del elemento regulador de la humedad resulte suficiente en la operacion de humidificacion (primer modo de control de calentamiento); y el calentador se controla de manera que la funcion del elemento regulador de la humedad para disminuir los componentes contaminantes resulte suficiente en la operacion de suministro de aire (segundo modo de control de calentamiento). De esta manera, el control del calentador esta dividido en el modo de operacion de humidificacion y el modo de operacion de suministro de aire, y por lo tanto la efectividad del elemento regulador de la humedad en el acondicionador de aire puede producirse de manera apropiada. Adicionalmente, es evidente que el primer modo de control de calentamiento puede disminuir los componentes contaminantes.
En realizaciones preferidas adicionales, la unidad humidificadora del acondicionador de aire esta provista en un acondicionador de aire que comprende una unidad interior y una unidad exterior. Adicionalmente, el elemento regulador de la humedad esta provisto en la unidad exterior.
En este caso, el elemento regulador de la humedad, que incluye un fotocatalizador, esta provisto en la unidad exterior, y no en la unidad interior. Por consiguiente, resulta mas facil que la luz prescrita, incluida en, p. ej., la luz solar exterior, incida en el fotocatalizador del elemento regulador de la humedad.
Al menos una porcion del catalizador puede ser un fotocatalizador. Un fotocatalizador representativo es el oxido de titanio. Adicionalmente, el oxido de titanio no presenta virtualmente deterioro alguno en su funcionamiento como catalizador, y su efectividad se mantiene de manera semi-permanente.
El elemento regulador de la humedad a usar es un elemento que comprende monoliticamente: un material de adsorcion y desorcion de la humedad del aire; y un catalizador para disminuir los componentes contaminantes del aire.
El elemento individual incluye un material de adsorcion y desorcion de la humedad que puede regular la humedad del aire adsorbiendo y desorbiendo la humedad, y un catalizador para disminuir los componentes contaminantes del aire. Por lo tanto, al usar un elemento regulador de la humedad que comprende monoliticamente un material de adsorcion y desorcion de la humedad y un catalizador, ya no es necesaria la provision de, por ejemplo, un filtro separado, y puede disminuirse la cantidad de componentes contaminantes del aire al pasar el aire a traves del elemento regulador de la humedad, al tiempo que se controla el aumento del tamano del aparato, tal como un deshumidificador, un humidificador, un deshumidificador/humidificador, o un acondicionador de aire.
Adicionalmente, es concebible usar zeolita, gel de silicio, o alumina como material de adsorcion y desorcion de la humedad. Es concebible usar diversos catalizadores, tales como un catalizador de metal noble, un catalizador de oxido, o un fotocatalizador, y estos pueden usarse individualmente o combinados. Adicionalmente, en un elemento convencional que use un material adsorbente como la zeolita, se usa una tecnica que impregne, por ejemplo, ceramica con zeolita. Sin embargo, tambien es aceptable emplear una tecnica que impregne un metal base con el
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catalizador, y tambien es aceptable usar una tecnica que recubra al menos una porcion de la superficie de un metal base con el catalizador.
Adicionalmente, debido a que los componentes contaminantes no son simplemente absorbidos, sino que mas bien son reducidos gracias al catalizador, apenas se produce deterioro del catalizador ni una desafortunada reduccion de su efectividad.
Esta contemplado que el catalizador pueda ser un catalizador desodorante que descomponga un componente odorifico del aire en un componente inodoro.
En este caso, debido a que el catalizador del elemento regulador de la humedad descompone el componente odorifico del aire en un componente inodoro, la mayor parte del componente odorifico queda eliminado del aire que pasa a traves de este elemento. Por consiguiente, incluso si se usa un aparato que aspire el aire interior, este regula nuevamente la humedad del aire, y luego suministra dicho aire al espacio interior; o incluso si se usa un aparato que tome el aire exterior, y suministre dicho aire al espacio interior; siempre se disminuye el componente odorifico al pasar el aire a traves del elemento de la presente reivindicacion, por lo que ya no resulta incomodo para el/la usuario/a.
En el presente documento, los componentes odorificos incluyen, por ejemplo, sulfato de metilo, amoniaco, trimetilamina, y acetaldehido (incluidos en el humo del tabaco).
Es concebible que el catalizador cambie el componente nocivo del aire a un componente inocuo.
En este caso, debido a que el catalizador del elemento regulador de la humedad cambia los componentes nocivos del aire a componentes inocuos, se elimina la mayoria de los componentes nocivos en el aire que pasa a traves de este elemento. Por consiguiente, incluso si se usa un aparato que tome el aire interior, este regula nuevamente la humedad de ese aire, y luego suministra ese aire al espacio interior; e incluso si se usa un aparato que tome el aire exterior y suministre ese aire al espacio interior; siempre se disminuyen los componentes nocivos pasando el aire a traves del elemento de la presente reivindicacion, y por lo tanto se disminuye el dano al/la usuario/a del aparato por parte de los componentes nocivos.
En este caso, los componentes nocivos incluyen, por ejemplo, dioxina, formaldehido, asi como NOx, SOx, CO y HC, que estan incluidos en los gases de escape de los automoviles y similares.
Se contempla que, en realizaciones de la invencion, el material de adsorcion y desorcion de la humedad este presente aproximadamente de manera uniforme sobre la totalidad del elemento regulador de la humedad, y el catalizador este presente en una porcion del elemento regulador de la humedad.
En este caso, es posible asegurar que la cantidad de humedad que puede ser absorbida y desorbida con respecto al tamano del elemento sea elevada, debido a que el elemento de adsorcion y desorcion de la humedad esta presente aproximadamente de manera uniforme sobre la totalidad del elemento. Adicionalmente, es posible conseguir una amplia efectividad mediante la concentracion de la distribucion del catalizador en una zona eficiente. Por ejemplo, si el catalizador esta situado en una zona en la que las condiciones aplicables permiten al catalizador funcionar eficazmente (una porcion del elemento regulador de la humedad), entonces puede disminuirse suficientemente el componente contaminante incluso si el catalizador no esta presente en todo el elemento.
Una ventaja que puede lograrse con realizaciones de la presente invencion es la de proporcionar una unidad humidificadora de un acondicionador de aire que aumente la eficacia del elemento regulador de la humedad, incluyendo proporcionar un elemento regulador de la humedad que pueda disminuir la cantidad de contaminantes del aire al tiempo que controle el aumento de tamano del acondicionador de aire.
Breve explicación de los dibujos
Para permitir una mejor compresion de la presente invencion, y para mostrar como puede llevarse a cabo la misma, a continuacion se hara referencia, unicamente a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La FIG. 1 es una vista en perspectiva que ilustra la configuracion exterior del acondicionador de aire de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
La FIG. 2 es un diagrama esquematico del circuito refrigerante.
La FIG. 3 es una vista en perspectiva despiezada de la unidad exterior;
La FIG. 4(a) es una vista lateral de un diagrama esquematico de la unidad humidificadora;
La FIG.4(b) es una vista lateral de un diagrama esquematico de la unidad humidificadora de acuerdo con
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otra realizacion; y
La FIG. 5 es una vista lateral de un diagrama esquematico de la unidad humidificadora de acuerdo con otra realizacion.
Descripción detallada
Constitución general del acondicionador de aire
La FIG. 1 muestra una vista exterior del acondicionador de aire que usa un rotor humidificador (elemento regulador de la humedad) de acuerdo con una realizacion de la presente invencion.
Un acondicionador de aire 1 comprende una unidad interior 2, que esta fijada, p. ej., a una pared interior, y una unidad exterior 3, que esta instalada en el espacio exterior. La unidad exterior 3 comprende una unidad exterior 5 de acondicionamiento de aire que aloja, p. ej., un intercambiador exterior de calor y un ventilador exterior; y una unidad humidificadora 4 que transporta el aire humidificado a la unidad interior 2. Un intercambiador interior de calor esta alojado en la unidad interior 2, y un intercambiador exterior de calor esta alojado en la unidad exterior 3. Adicionalmente, los intercambiadores de calor, y un conducto � de refrigerante que conecta estos intercambiadores de calor, constituyen el circuito refrigerante. Adicionalmente, se provee un conducto 7 de entrada entre la unidad humidificadora 4 y la unidad interior 2 para suministrar aire desde la unidad humidificadora 4 al lado unidad interior
2.
Constitución del circuito refrigerante
La FIG. 2 es un diagrama esquematico del circuito refrigerante usado por el acondicionador de aire 1.
Un intercambiador interior de calor 11 esta provisto en la unidad interior 2. Este intercambiador interior de calor 11 comprende un tubo de transferencia de calor que esta plegado multiples veces por ambos extremos en la direccion longitudinal, y una pluralidad de ventiladores que estan insertados en el tubo de transferencia de calor, y se intercambia calor entre el intercambiador interior de calor 11 y el aire que esta en contacto con el intercambiador interior de calor 11.
Adicionalmente, en la unidad interior 2 hay provistos un ventilador tangencial 12 y un motor 13 del ventilador interior que acciona rotativamente el ventilador tangencial 12. El ventilador tangencial 12 tiene forma cilindrica, esta provisto de alabes en su perimetro en la direccion del eje de rotacion, y genera un flujo de aire en una direccion que intersecta el eje de rotacion. El ventilador tangencial 12 aspira el aire interior hasta la unidad interior 2, intercambia calor con el intercambiador interior 11 de calor, y luego sopla el aire hasta el espacio interior.
La unidad exterior 5 de acondicionamiento de aire comprende un compresor 21, una valvula conmutadora 22 de cuatro vias que esta conectada al compresor 21 por el lado de descarga, un acumulador 23 que esta conectado al compresor 21 por el lado de entrada, un intercambiador exterior 24 de calor que esta conectado a la valvula conmutadora 24 de cuatro direcciones, y una valvula 25 accionada por motor que esta conectada al intercambiador exterior 24 de calor. La valvula 25 accionada por motor esta conectada a un extremo del intercambiador 11 de calor interior a traves del paso 31. Adicionalmente, la valvula conmutadora 24 de cuatro direcciones esta conectada a un paso 32 a traves de una valvula 28 de cierre de gas, y esta conectada al otro extremo del intercambiador 11 de calor interior a traves del paso 32. Estos pasos 31, 32 se corresponden con el conducto � de refrigerante mostrado en la FIG. 1.
Adicionalmente, un ventilador exterior 29 para descargar externamente el aire tras intercambiar calor con el intercambiador 24 de calor esta provisto en la unidad exterior 5 de acondicionamiento de aire. Este ventilador exterior 29 esta accionado rotativamente por un motor 30 del ventilador exterior.
Constitución de la unidad exterior 3
Lo siguiente explica la constitucion de la unidad exterior 3, con referencia a la vista en perspectiva despiezada (FIG. 3).
La unidad exterior 3 comprende una unidad exterior 5 de acondicionamiento de aire inferior y una unidad humidificadora superior 4, y esta provista de una carcasa de la unidad exterior que incluye una placa inferior 41, una placa 42 del lado derecho, una placa 43 del lado izquierdo, una placa frontal 44, una rejilla protectora 4�, una placa superior 47, una carcasa 48 para la unidad humidificadora, y similares.
Constitución de la unidad exterior 5 de acondicionamiento de aire
Una entrada 45 del ventilador y una placa 49 de particion estan fijadas a la placa frontal 44. Adicionalmente, el intercambiador exterior 24 de calor, que tiene aproximadamente forma de L cuando se mira desde una vista en
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planta, esta fijado al lado frontal de la rejilla protectora 4�, que esta situada en el lado trasero de la carcasa de unidad exterior.
Una montura 50 para motor de ventilador, para asegurar el motor 30 para ventilador exterior, esta fijada al lado frontal del intercambiador exterior 24 de calor. El motor 30 para ventilador exterior se proporciona para rotar el ventilador exterior 29. El ventilador exterior 29 proporciona presion negativa en el espacio formado por la entrada 45 del ventilador, la placa 49 de particion, la placa 43 del lado izquierdo, el intercambiador exterior 24 de calor, y la placa inferior de la carcasa 48 de la unidad humidificadora. Adicionalmente, el ventilador exterior 29 tiene la funcion de poner el aire introducido desde el lado trasero y el lado izquierdo de la carcasa de la unidad exterior en contacto con el intercambiador exterior 24 de calor, y expulsar dicho aire hacia delante de la placa frontal 44.
Los componentes del circuito refrigerante, tales como el compresor 21, la valvula conmutadora 24 de cuatro direcciones, la valvula 25 accionada por motor, la valvula 27 de cierre de liquido, y la valvula 28 de cierre de gas; y un termistor 51, que detecta la temperatura de cada parte, estan dispuestos entre la placa 49 de particion y la placa 42 del lado derecho. Una cubierta 52 de valvula de cierre para la valvula 27 de cierre de liquido y la valvula 28 de cierre de gas esta fijada a la derecha de la placa 42 del lado derecho.
Una caja 53 para material electrico esta fijada sobre el ventilador exterior 29. La caja 53 para material electrico aloja una placa 54 de circuito impreso, en la que estan montadas partes electricas (equipo electrico) para controlar cada parte, y una aleta radiante 55 para radiar el calor generado por las partes electricas.
Constitución de la unidad humidificadora 4
La unidad humidificadora 4 esta provista de la carcasa 48 para unidad humidificadora situada en la parte superior de la unidad exterior 3. El lado derecho del interior de la carcasa 48 para la unidad humidificadora es un espacio que aloja un rotor humidificador 58, y similar; y el lado izquierdo es un espacio 75 de alojamiento de un ventilador de adsorcion que aloja un ventilador 81 de adsorcion, y similar. El rotor humidificador 58, un conjunto calentador �4, un ventilador humidificador 81, y similares, estan dispuestos en la carcasa 48 para la unidad humidificadora.
El rotor humidificador 58 es un rotor ceramico con una construccion alveolar en forma aproximada de disco, y esta estructurado de manera que pueda hacer transitar facilmente el aire. Especificamente, tal como se muestra en la FIG. 3, el rotor tiene una forma circular cuando se mira desde la vista en planta, y tiene una forma fina y alveolar cuando se mira desde una vista en seccion transversal que corta el plano horizontal. Adicionalmente, el aire puede pasar a traves de las numerosas partes cilindricas del rotor humidificador 58 cuya seccion transversal es un poligono.
La parte principal del rotor humidificador 58 esta cocida a partir de un material adsorbente como la zeolita. Aunque en este caso se usa zeolita, tambien es posible usar materiales adsorbentes como gel de silicio y alumina. Un material adsorbente como la zeolita se caracteriza porque absorbe la humedad del aire con el que entra en contacto, y al ser calentada desorbe la humedad absorbida.
Adicionalmente, el rotor humidificador 58 esta constituido de manera que soporte un catalizador desodorizante que descompone el olor del sulfato de metilo, el amoniaco, la trimetilamina, y similares, en un componente sin olor. Especificamente, el catalizador se deposita sobre el rotor humidificador 58 recubriendo con catalizador un rotor humidificador 58 que ha sido impregnado con zeolita y cociendo el mismo.
En realizaciones contempladas que no caen dentro del alcance de la Reivindicacion 1, la zeolita y un catalizador estan esparcidos de manera aproximadamente uniforme a traves de todo el rotor humidificador 58 dado que la zeolita y el catalizador fueron incluidos en el rotor humidificador 58 mediante el uso de una solucion de zeolita mezclada con el catalizador.
Sin embargo, de acuerdo con la presente invencion, se incluye el catalizador en el rotor humidificador 58 aplicando un recubrimiento del catalizador, tal como se ha observado anteriormente, por lo que es posible situar el catalizador de acuerdo con las circunstancias, tal como se describe a continuacion.
Especificamente, se aplica un recubrimiento de catalizador sobre el lado superior 58a (con referencia a la FIG. 4) del rotor humidificador 58 cerca del cuerpo principal �� del calentador, de manera que el catalizador quedara situado mas hacia la parte superior del rotor humidificador 58. Al hacer esto, resultara facil calentar el catalizador y, dado que el catalizador es de un tipo cuya efectividad es controlada por la temperatura, tambien es posible aumentar la efectividad del catalizador para disminuir los componentes contaminantes.
El rotor humidificador 58 es soportado rotativamente por medio de una guia �0 del rotor alrededor de un eje 59 de soporte provisto en el lado de la carcasa 48 de la unidad humidificadora del rotor humidificador 58. Un engranaje esta formado en el borde del rotor humidificador 58, que engrana con un engranaje �2 de accionamiento del rotor que esta sujeto al eje motriz de un motor �1 de accionamiento del rotor.
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El conjunto calentador �4 esta dispuesto de manera que cubre aproximadamente la mitad (la mitad derecha) del lado superior del rotor humidificador 58. El conjunto calentador �4 comprende un cuerpo principal �� del calentador, una cubierta superior �5 que cubre el cuerpo principal �� del calentador, y una cubierta inferior �9. Una entrada �7 para aspirar aire, y una salida �8 para descargar el aire calentado por el cuerpo principal �� del calentador hacia el lado del rotor humidificador 58, estan formadas en la cubierta inferior �9. El conjunto calentador �4 esta sujeto por encima del rotor humidificador 58 por medio de una placa estacionaria �3 del calentador.
El ventilador humidificador 70 esta situado por debajo del rotor humidificador 58, y esta dispuesto en una posicion opuesta al conjunto calentador �4. El ventilador humidificador 70 es un ventilador centrifugo que esta dispuesto en un espacio enlazado con un conducto 72 de comunicacion (un espacio por debajo de la salida �8 de la cubierta inferior �9 del conjunto calentador �4). Adicionalmente, el ventilador humidificador 70 esta provisto monoliticamente de una entrada 71 al ventilador humidificador, que esta sujeta por debajo del rotor humidificador 58. El ventilador humidificador 70 expulsa hacia el lado del conducto 72 de comunicacion el aire que ha pasado a traves del rotor humidificador 58 y ha descendido desde la porcion cercana al lateral de la aproximadamente media porcion del lado derecho del rotor humidificador 58 (la porcion situada por debajo de la salida �8 de la cubierta inferior �9 del conjunto calentador �4). El aire que sale del conducto 72 de comunicacion es suministrado a la unidad interior 2 a traves de una manguera humidificadora 73 y el conducto 7 de entrada.
Un elemento 74 de cubierta cubre una porcion (la aproximadamente media porcion del lado izquierdo) en la que el conjunto calentador �4 no recubre el lado superior del rotor humidificador 58. El elemento 74 de cubierta, junto con una campana 84 del lado de adsorcion (comentada a continuacion), forma un paso de aire que va desde el lado superior de la media porcion izquierda del rotor humidificador 58 hasta la parte superior del espacio 75 de carcasa para el ventilador de adsorcion, que esta explicado a continuacion.
El ventilador 81 de adsorcion, que esta alojado en el espacio 75 de carcasa para el ventilador de adsorcion, es un ventilador centrifugo al que hace rotar un motor 83 del ventilador de adsorcion. Adicionalmente, el ventilador 81 de adsorcion aspira aire por una abertura 85 de la campana 84 del lado de adsorcion dispuesta en la parte superior de la misma, y expulsa el aire al exterior del espacio 75 de carcasa para el ventilador de adsorcion (fuera de la carcasa 48 de la unidad humidificadora). La campana 84 del lado de adsorcion esta provista en la parte superior del espacio 75 de carcasa para el ventilador de adsorcion, y tiene la funcion de guiar hasta el ventilador 81 de adsorcion el aire que pasa a traves del paso de aire formado por el elemento 74 de cubierta. Adicionalmente, el motor 83 del ventilador de adsorcion esta fijado en la carcasa 48 de la unidad humidificadora mediante un bloque 82 de fijacion del motor.
Adicionalmente, una placa 79 de alimentacion electrica, una carcasa para equipo electrico, y similar, estan dispuestos en la carcasa 48 de la unidad humidificadora. La carcasa para equipo electrico comprende una caja 7� para equipo electrico, que aloja una placa 78 de circuito impreso en la misma, y una cubierta 77.
Funcionamiento de la unidad humidificadora 4
En la unidad humidificadora 4 descrita anteriormente, se toma aire del exterior a dentro de la carcasa 48 de la unidad humidificadora al accionar rotativamente el ventilador 81 de adsorcion. El aire que ha entrado en la carcasa 48 de la unidad humidificadora pasa a traves de aproximadamente media porcion del lado izquierdo del rotor humidificador 58, y es expulsado afuera del espacio 75 de carcasa para ventilador de adsorcion a traves del ventilador 81 de adsorcion y un paso de aire formado por el elemento 74 de cubierta (con referencia a la FIG. 4). Cuando el aire tomado externamente adentro de la carcasa 48 de la unidad humidificadora pasa a traves de aproximadamente una media porcion del lado izquierdo del rotor humidificador 58, el rotor humidificador 58 absorbe la humedad incluida en el aire.
La aproximadamente media porcion del lado izquierdo del rotor humidificador 58, que ha absorbido la humedad mediante el proceso de adsorcion, se convierte en la aproximadamente media porcion del lado derecho del rotor humidificador 58 por la rotacion del rotor humidificador 58. En otras palabras, la humedad absorbida se desplaza a la porcion del rotor humidificador 58 situada por debajo del conjunto calentador �4 ayudada por la rotacion del rotor humidificador 58. Adicionalmente, debido al calor del cuerpo principal �� de calentador del conjunto calentador ��, la humedad que se ha desplazado al mismo es desorbida al flujo de aire generado por el ventilador humidificador
70.
Cuando se acciona rotativamente el ventilador humidificador 70, se toma aire externo y se introduce en la carcasa 48 de la unidad humidificadora, y dicho aire pasa de abajo arriba por una porcion posterior de la aproximadamente media porcion del lado izquierdo del rotor humidificador 58, y luego se introduce desde la entrada �7 de la cubierta inferior �9 a la cubierta superior �5. Adicionalmente, el aire que ha entrado en la cubierta superior �5 es expulsado por la salida �8, pasa de arriba abajo por una porcion anterior de la aproximadamente media porcion del lado izquierdo del rotor humidificador 58, y luego llega al ventilador humidificador 70, que genera dicho un flujo de aire. El ventilador humidificador 70 expulsa al lado del conducto 72 de comunicacion el aire que ha pasado a traves del
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rotor humidificador 58, tal como se ha descrito anteriormente, y suministra dicho aire a la unidad interior 2 a traves de la manguera humidificadora 73 y el conducto 7 de entrada. El aire suministrado a la unidad interior 2 incluye la humedad que fue absorbida en el rotor humidificador 58. Adicionalmente, cuando el aire suministrado a la unidad interior 2 pasa a traves del rotor humidificador 58, el catalizador desodorizante descompone el componente odorifico contenido, cambiandolo a un estado en el que apenas existe mal olor.
De esta manera, el aire suministrado desde la unidad humidificadora 4 a la unidad interior 2 es mezclado con el aire acondicionado que el ventilador tangencial 12 ha expulsado al espacio interior.
Control de operación del acondicionamiento de aire
Una unidad de control esta dispuesta en cada una de la unidad interior 2, la unidad exterior 5 de acondicionamiento de aire, y la unidad humidificadora 4, respectivamente. La unidad de control controla la operacion de cada dispositivo motorizado de acuerdo con el modo operativo, tal como una operacion de calentamiento, una operacion de refrigeracion, una operacion de secado, una operacion de humidificacion, y una operacion de suministro de aire.
La unidad de control ejecuta la operacion de humidificacion si se recibe una orden de humidificacion desde un control remoto (no representado), o si se juzga que la operacion de humidificacion es necesaria de acuerdo con una orden de operacion automatica de humidificacion del control remoto. A menudo, la operacion de humidificacion tambien se lleva a cabo junto a la operacion de calentamiento. Dentro de la unidad humidificadora 4, el motor �1 que acciona el rotor, el cuerpo principal �� de calentador, el motor que rota el ventilador humidificador 70, y el motor 83 del ventilador de adsorcion son accionados durante la operacion de humidificacion. Durante la operacion de humidificacion, la humedad incluida en el aire introducido externamente en la unidad humidificadora 4 por la rotacion del ventilador 81 de adsorcion, es absorbida por el rotor humidificador 58, el aire que ha sido calentado por el cuerpo principal �� del calentador pasa a traves del rotor humidificador 58 mediante la rotacion del ventilador humidificador 70, y el aire que incluye el agua que ha sido desorbida del rotor humidificador 58 es suministrado a la unidad interior 2.
Durante la operacion de humidificacion, el calentamiento por parte del cuerpo principal �� de calentador es controlado de manera que la superficie 58a (con referencia a la FIG. 4(a)) del lado calentador del rotor humidificador 58 alcance entre 100°C y 300°C. El proposito del control de calentamiento es adsorber la humedad del rotor humidificador 58.
Adicionalmente, si se desea suministrar aire exterior desde la unidad humidificadora 4 a la unidad interior 2 con el proposito de ventilar el espacio interior, entonces la unidad de control lleva a cabo la operacion de suministro de aire. En la operacion de suministro de aire, se suministra el aire exterior a la unidad interior 2 mediante la rotacion unicamente del ventilador humidificador 70, sin rotar el ventilador 81 de adsorcion. Al llevar a cabo este tipo de operacion de suministro de aire, el aire exterior, que principalmente se toma del exterior de la unidad humidificadora 4, es suministrado a la unidad interior 2 tal cual, sin humidificar y sin que la humedad sea nuevamente absorbida en el rotor humidificador 58. Sin embargo, debido a que el catalizador desodorizante descompone el componente odorifico del aire cuando dicho aire pasa a traves del rotor humidificador 58, el aire suministrado a la unidad interior 2 apenas incluye componentes odorificos.
Durante la operacion de suministro de aire, el calentamiento del rotor humidificador 58 por parte del cuerpo principal
�� del calentador es controlado de manera que la temperatura alcance un nivel en el que aumenta la descomposicion (reaccion quimica) del componente odorifico por parte del catalizador desodorizante incluido en el rotor humidificador 58. Especificamente, se lleva a cabo un control de manera que el valor de la energia electrica que circula por el cuerpo principal �� del calentador sea menor durante la operacion de suministro de aire que durante la operacion de humidificacion.
Características del rotor humidificador 58 y el acondicionador 1 de aire
(1)
En un unico rotor humidificador 58 estan incluidos zeolita para adsorber y desorber la humedad, y un catalizador desodorizante para descomponer el componente odorifico. De esta manera, debido a que el rotor humidificador 58 esta provisto monoliticamente de zeolita, que es un material adsorbente y desorbente, y un catalizador desodorizante, que descompone los olores, ya no es necesario proporcionar por separado un filtro y similar para eliminar los olores, y puede controlarse el aumento del tamano de la unidad humidificadora 4 del acondicionador 1 de aire.
Debido a que el aire suministrado a la unidad interior 2, por la rotacion del ventilador humidificador 70 de la unidad humidificadora 4, pasa a traves del rotor humidificador 58, la mayor parte del componente odorifico del aire es descompuesto y extinguido (cambiado a un componente sin olor) al pasar a traves del mismo. Por consiguiente, incluso en un caso en el que la unidad exterior 3 este situada cerca de una alcantarilla en la que fluya agua de
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desecho, la operacion de humidificacion o la operacion de suministro de aire controlan la introduccion de malos olores en el espacio interior.
Adicionalmente, el propio catalizador desodorizante apenas se deteriora solo por promover una reaccion quimica que convierte el componente maloliente en un componente sin olor. Por consiguiente, la efectividad del rotor humidificador 58 para descomponer el mal olor puede mantenerse durante un largo tiempo.
(2)
El acondicionador 1 de aire controla el cuerpo principal �� del calentador de manera que la funcion de humidificacion del rotor humidificador 58 tenga lugar en la suficiente medida durante la operacion de humidificacion, y de manera que la funcion del rotor humidificador 58 para descomponer el componente odorifico tenga lugar en la suficiente medida durante la operacion de suministro de aire. De esta manera, debido a que el control del cuerpo principal �� del calentador esta dividido en dos operaciones, la operacion de humidificacion y la operacion de suministro de aire, el acondicionador 1 de aire ofrece una efectividad apropiada del rotor humidificador 58.
Otras realizaciones
(A)
En la realizacion anteriormente mencionada, el rotor humidificador 58 soporta el catalizador desodorizante que descompone el olor del sulfato de metilo, el amoniaco, la trimetilamina, y similares, en un componente sin olor; sin embargo, en lugar de tal catalizador desodorizante (o, en adicion al catalizador desodorizante), tambien es concebible que el rotor humidificador 58 soporte un catalizador, en el cual el catalizador cambie los componentes nocivos del aire en componentes inocuos. Por ejemplo, es concebible combinar diversos catalizadores que cambien la dioxina, el formaldehido, y el NOx, SOx, CO, HC, y similares, que estan incluidos en los gases de escape de los automoviles y similares, en sustancias inocuas (componentes inocuos). Si tales catalizadores estan soportados en el rotor humidificador 58, puede tomarse aire exterior e introducirlo en el espacio interior mediante la operacion de la unidad humidificadora 4 de la unidad exterior 3, y llevar a cabo la operacion de humidificacion o la operacion de suministro de aire, incluso si la instalacion esta cerca de una carretera principal o una autopista de alta velocidad, y el aire exterior incluye una gran cantidad de gases de escape de los automoviles. Cuando resulte problematico abrir la ventana y permitir una ventilacion natural si el aire ambiental necesita renovarse, puede llevarse a cabo una ventilacion de manera efectiva mediante el uso de la presente unidad humidificadora 4.
En la realizacion anteriormente mencionada, el rotor humidificador 58 era rotativo; sin embargo, tambien es concebible usar un elemento no rotativo que incluya un material de adsorcion y desorcion (zeolita) y un catalizador.
(C)
En la realizacion anteriormente mencionada, el elemento regulador de la humedad (rotor humidificador 58) de acuerdo con la presente invencion esta aplicado en un acondicionador 1 de aire autonomo; sin embargo, tambien es posible aplicar el elemento regulador de la humedad en un acondicionador de aire integrado de interior/exterior, un aparato especializado en la deshumidificacion que este situado en el espacio interior, un aparato especializado en la humidificacion, y similares.
(D)
Para el catalizador incluido en el rotor humidificador 58, tambien resulta efectivo usar un denominado fotocatalizador, que convierte los componentes nocivos del aire en componentes inocuos mediante la incidencia de luz ultravioleta. La energia de la luz ultravioleta incide sobre el oxido de titanio, que es un fotocatalizador usado en la actualidad, el cual genera oxigeno activo (radical de hidroxilo, anion de superoxido), y descompone las sustancias organicas y las sustancias inorganicas debido a la accion de dicho oxigeno activo.
Si tal catalizador esta incluido en el rotor humidificador 58, entonces es preferible disponer la lampara 90, que irradia luz ultravioleta, por debajo del rotor humidificador 58, tal como se muestra en la FIG. 4 (b). Debido a que el rotor humidificador 58 esta cubierto por la carcasa 48 de la unidad humidificadora, el rotor humidificador 58 no recibe demasiada luz exterior (rayos del sol, luz reflejada, etc.). Si se hace incidir la luz ultravioleta de la lampara 90 sobre el rotor humidificador 58, que incluye el fotocatalizador, es posible promover suficientemente la funcion del rotor humidificador 58, es decir, disminuir la cantidad de componentes nocivos del aire.
Adicionalmente, si un fotocatalizador esta incluido en el rotor humidificador 58, entonces tambien es concebible formar una abertura 48a en la carcasa 48 de la unidad humidificadora en vez de proporcionar la anteriormente mencionada lampara 90. �al como se muestra en la FIG. 5, la abertura 48a enlaza el espacio situado debajo del rotor humidificador 58 de la unidad humidificadora 4 y el espacio en la unidad exterior 5 de acondicionamiento de aire. Por lo tanto, si se proporciona una abertura 48a, tambien puede hacerse incidir sobre el rotor humidificador 58, a traves de la abertura 48a, la luz ultravioleta que entra en la unidad exterior 5 de acondicionamiento de aire, y puede promoverse suficientemente la funcion del fotocatalizador en el rotor humidificador 58.
5 Adicionalmente, debido a que el rotor humidificador 58, que incluye un fotocatalizador, esta situado en la unidad exterior 3 en vez de en la unidad interior 2, mucha de la luz ultravioleta incluida en la luz natural, los rayos de sol, y similares, puede incidir sobre el fotocatalizador del rotor humidificador 58.
(E)
La realizacion anteriormente mencionada ha usado la presente invencion en el acondicionador 1 de aire que
10 comprende la unidad humidificadora 4 que toma aire exterior y suministra dicho aire al espacio interior; sin embargo, la presente invencion puede usarse en un aparato que tome aire interior y suministre dicho aire nuevamente al espacio interior. Incluso en este caso, el paso de aire a traves de un elemento (el elemento correspondiente al rotor humidificador 58) disminuye los componentes nocivos, tales como los componentes malolientes, presentes en el espacio interior, y por lo tanto el aparato no provoca incomodidad en el usuario.
15 Campo industrial de aplicación
El uso del elemento regulador de la humedad, que comprende monoliticamente un catalizador y un material de adsorcion y desorcion de la humedad, permite disminuir los componentes contaminantes del aire mediante el paso de aire a traves de un elemento regulador de la humedad, al tiempo que controla el aumento del tamano del acondicionador de aire, sin proporcionar un filtro separado o similar.

Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Una unidad humidificadora (4) de un acondicionador (1) de aire para anadir aire humidificado al aire regulado suministrado a un espacio interior, que comprende:
    un elemento (58) regulador de la humedad que comprende monoliticamente un material de adsorcion y 5 desorcion de la humedad para adsorber y desorber la humedad del aire, y un catalizador para disminuir los componentes contaminantes del aire;
    un calentador (��) que esta dispuesto para calentar dicho elemento regulador de la humedad; y
    un ventilador (70) que esta dispuesto para hacer pasar aire a traves de dicho elemento regulador de la humedad, caracterizada porque
    10 dicho catalizador esta provisto como recubrimiento unicamente sobre una porcion de dicho elemento (58) regulador de la humedad encarada hacia dicho calentador (��), siendo aumentada la eficacia de dicho catalizador por calentamiento.
  2. 2.- La unidad humidificadora (4) del acondicionador (1) de aire segun la Reivindicacion 1, en la cual
    dicha unidad humidificadora (4) es una unidad que esta dispuesta para tomar aire del espacio exterior, y para 15 suministrar dicho aire al espacio interior;
    dicho acondicionador (1) de aire esta dispuesto para llevar a cabo una operacion de humidificacion, en la que se suministra aire humidificado de dicha unidad humidificadora (4) al espacio interior, y una operacion de suministro de aire, en la que se suministra aire no humidificado de dicha unidad humidificadora (4) al espacio interior; y
    dicho calentador (��) esta dispuesto para ejecutar un primer modo de control para desorber la humedad de dicho
    20 elemento (58) regulador de la humedad durante dicha operacion de humidificacion, y para ejecutar un segundo modo de control para promover la funcion de dicho catalizador de dicho elemento (58) regulador de la humedad durante dicha operacion de suministro de aire.
  3. 3.- Un acondicionador (1) de aire que comprende la unidad humidificadora (4) segun en la Reivindicacion 1 o 2, en el cual
    25 dicho acondicionador (1) de aire comprende adicionalmente una unidad interior (2) y una unidad exterior (3);
    dicho elemento (58) regulador de la humedad esta situado en dicha unidad exterior (3); y
    al menos una porcion de dicho catalizador es un fotocatalizador.
ES02772985T 2001-11-29 2002-10-09 Unidad humidificadora de acondicionador de aire, y aconcidicionador de aire que comprende la unidad humidificadora. Expired - Lifetime ES2371631T3 (es)

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