DESCRIPCIÓN

Objeto de la Invención

La presente invención se refiere a un dispositivo para aprovechamiento térmico, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado actual de la técnica.

Más en particular, la invención propone el diseño y desarrollo de un dispositivo para aprovechamiento térmico mediante el que resulta posible la extracción de un fluido circulante, en particular aire procedente del ambiente exterior o del interior de una vivienda, para una transferencia energética a otra corriente de aire por medio de intercambiadores con la particularidad de que la energía recuperada puede ser aprovechada tanto para generación de agua caliente sanitaria como para calentamiento ambiental, o bien a efectos de refrigeración del espacio de instalación. El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del sector industrial dedicado a la fabricación e instalación de equipos para intercambio energético, tanto de uso doméstico como industrial. Antecedentes y Sumario de la Invención

La recuperación térmica es un proceso mediante el que se extrae calor de un primer fluido circulante, a través de algún tipo de dispositivo de intercambio, para su aprovechamiento en el calentamiento de algún otro fluido (por ejemplo, agua) que puede ser aprovechado tanto a nivel industrial como a nivel doméstico. Una aplicación esencial de la recuperación térmica consiste en su aprovechamiento para el acondicionamiento de viviendas u otras instalaciones, para la generación de agua caliente sanitaria (abreviadamente, ACS), etc.

Se conocen en el mercado una multiplicidad de dispositivos destinados a la recuperación térmica por intercambio de la energía del aire de ventilación, tal como los intercambiadores de aire-aire o dispositivos de ventilación con recuperación de calor. También se conocen equipos de aire acondicionado con bomba de calor, así como bombas de calor para la generación de ACS por absorción térmica de la energía del aire, o bombas de calor para calefacción y producción de ACS mediante las que se extrae energía térmica del aire ambiental. Otros tipos de equipos también existentes en el estado de la técnica están diseñados para generar ACS mediante la utilización de resistencias eléctricas.

Los equipos actualmente existentes realizan las funciones mencionadas con la utilización de una serie de módulos específicamente diseñados para la aplicación concreta a la que se destinan. Esta derivación en varios módulos hace que el coste de fabricación de una instalación completa sea elevado, y que también lo sean las operaciones de mantenimiento.

Para subsanar estos inconvenientes, la presente invención propone el desarrollo y diseño de un dispositivo para aprovechamiento térmico constituido por la reunión en un solo equipo de ventilación forzada aplicable esencialmente en viviendas de nueva construcción, en el que se incluye un recuperador térmico-energético que a través de un sistema termodinámico integrado por un compresor que trabaja a una sola etapa, tiene la capacidad de variar su régimen de trabajo según la demanda energética de la vivienda y de la producción de ACS. El dispositivo consta de varios bloques de intercambio térmico mediante los que se transfiere la energía recuperada a partir del aire de ventilación para aplicación de la energía recuperada a la producción de agua caliente sanitaria o bien para la climatización del espacio en el que se instale. Además, el dispositivo está capacitado para realizar una ventilación sin generación de ningún tipo, en función de la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior, a efectos de enfriamiento del espacio interior tomando el aire del exterior para aprovechar su baja entalpia cuando las condiciones exteriores son favorables.

El dispositivo incluye un acumulador de agua para producción de ACS, de modo que el agua contenida en el interior del acumulador se calienta con la temperatura de descarga del compresor a través de un serpentín en contacto con la parte metálica del acumulador.

Por otra parte, el dispositivo de la presente invención permite una climatización frío-calor utilizando las temperaturas existentes en los bloques de intercambio, tanto en condensación como en evaporación, invirtiendo su funcionamiento según la función de calentamiento o enfriamiento que se desee alcanzar. El aporte energético para generación de calor-frio puede llevarse a cabo a través de los conductos de ventilación o por medio de radiadores convencionales, mediante instalaciones de suelo radiante, o cualquier otra, lo que muestra la versatilidad de aplicación del dispositivo de la invención.

De acuerdo con las diversas alternativas ofrecidas por el dispositivo de la presente invención puede ser materializado en diferentes tipos de máquinas que incluyen los siguientes modelos:

1. Diseño básico para la ventilación de la instalación con recuperación tanto del calor (HRV) como de la energía absorbiendo el calor residual del aire de salida para la producción de ACS. El aporte de calor a la instalación se realiza a través de sistemas externos o colocando una batería de resistencias a la salida del aire a la instalación.

2. Diseño completo de AIRE-AIRE de bomba de calor con recuperación en el aire tanto de calor (HRV) como de energía (ERV) , absorbiendo el calor residual del aire de salida para la producción de ACS, y una vez terminada la acción de calentamiento del ACS, utilización del calor de la descarga del compresor para el aporte de esta energía para calefactar la instalación mediante los mismos conductos que se utilización para la renovación del aire, sin que sea necesaria la colocación en la instalación de un sistema de calefacción exterior para conseguir una determinada temperatura en las estancias. Se puede realizar también una inversión en el ciclo frigorífico para llevar a cabo una refrigeración de las estancias, evitan-do con ello la necesidad de instalar equipos de aire acondicionado.

3. Diseño completo AIRE-AGUA de bomba de calor con recuperación en el aire tanto de calor (HRV) como de energía (ERV) , absorbiendo el calor residual del aire de salida para la producción de ACS y una vez terminado el calentamiento del ACS, utilizar el calor de la descarga del compresor para el aporte de esta energía a un circuito de agua, que puede ser una instalación de suelo radiante y/o radiadores de baja temperatura y/o "fancoils" para calefactar la instalación sin que sea necesaria la colocación en la instalación de un sistema de calefacción exterior para conseguir una determinada temperatura en las estancias. También, realizando una inversión en el ciclo frigorífico, se consigue refrescar las estancias controlando siempre del punto de rocío según la humedad relativa en cada momento.

Como se comprenderá, el dispositivo de la invención reúne una multiplicidad de características ventajosas frente a los dispositivos del estado de la técnica, de modo que resulta ser un dispositivo de aprovechamiento térmico especialmente indicado para cualquier tipo de instalación (generación de ACS, calefacción o refrigeración) .

Breve Descripción de los Dibujos

Estas y otras características y ventajas de la invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción detallada que sigue de una forma de realización preferida de la misma, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y sin carácter limitativo alguno con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1, es un esquema general teórico de un dispositivo diseñado de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención.

Descripción de la Forma de Realización Preferida

Tal y como se ha mencionado en lo que antecede, la descripción detallada de la forma de realización preferida del objeto de la invención, va a ser realizada en lo que sigue con la ayuda de los dibujos anexos, a través de los cuales se utilizan las mismas referencias numéricas para designar las partes iguales o semejantes. Así, atendiendo a la Figura 1 de los dibujos anexos, se aprecia en la misma una representación gráfica, esquemática, de un dispositivo según la invención, dotado de una entrada 1 equipada con una tobera para admisión de aire desde la calle y una entrada 2 dotada de una tobera para admisión de aire desde el interior de una vivienda en la que esté instalado el dispositivo. De igual modo, el dispositivo incluye una salida 3 para expulsión de aire hacia el exterior por medio de una tobera respectiva, y asimismo cuenta con una salida

4 para expulsión de aire hacia el interior de la vivienda a través de su tobera correspondiente. Un intercambiador 5 se encarga de realizar el intercambio térmico, de modo que el aire entrante desde la calle a través de la entrada 1, forzado por un ventilador 7, atraviesa el intercambiador 5 y sale por la salida 4 hacia el interior de la vivienda, mientras que al mismo tiempo, el aire del interior de la vivienda accede al interior del dispositivo forzado por la acción de un ventilador 6, pasa por el intercambiador 5 y es expulsado a través de la salida 3. En el intercambiador

5 no existe mezcla alguna entre las corrientes forzadas de aire mencionadas anteriormente, sino solamente un intercambio térmico entre ambas corrientes, donde el aire más caliente cede calor al más frío (dependiendo de la estación del año, el aire más caliente podrá provenir del exterior o bien del interior de la vivienda) .

La energía que no se transfiere en el intercambiador de calor 5, puede ser recuperada mediante un elemento frigorífico en el que interviene el dispositivo 6 (más concretamente, un dispositivo de tipo HRV) , de modo que en su operación en modo evaporador permite recuperar la energía del aire que sale a través de la tobera integrada en la salida 3, siendo este calor transferido a un condensador 13 instalado en un acumulador 14 donde se genera la producción de agua caliente sanitaria (ACS) . Una vez alcanzada la temperatura deseada de calentamiento del agua del acumulador, se produce el cierre de una válvula de solenoide 16 instalada en el circuito de alimentación del condensador 13, y se produce la apertura de una válvula de solenoide 17 a efectos de que el refrigerante a alta presión, a través de las conducciones apropiadas, alcance el elemento 7 (en especial, un dispositivo de tipo HRV) , a efectos de un aporte calorífico al elemento 7 mencionado, o bien a un intercambiador 9 adicional para calentar las estancias, o bien a través de los conductos conectados a la salida 4 o de los tubos del circuito de agua caliente para calefacción conectados a dicho intercambiador 9 adicional, contando este circuito con la colaboración de un compresor frigorífico 15, de tipo convencional. De este modo, se logra una recuperación térmica de la totalidad de la energía del aire de renovación, incluso una generación extra de calor enfriando aún más el aire que sale a través de la tobera instalada en la salida 3 respecto al aire que entra desde la calle a través de la tobera instalada en la entrada 1.

Por otra parte, al realizar una inversión del circuito frigorífico por actuación sobre la válvula 10 de cuatro vías, se pueden realizar las mismas funciones de recuperación energética, pero utilizando el conjunto 7 como evaporador, y de ese modo introducir aire frío en el interior de la vivienda a través de la tobera integrada en la salida 4, a efectos de refrigeración del espacio interior de la vivienda. El conjunto dispone de un módulo de control de todas las funciones del dispositivo, el cual ha sido representado esquemáticamente mediante un bloque en la posición señalada con la referencia numérica 18, el cual se encarga de gestionar y controlar todas las operaciones de los distintos elementos, incluyen«»do el acceso a las funciones de la máquina desde el exterior para el control y ^" mantenimiento del dispositivo telemáticamente desde el fabricante y/o un servicio de atención técnica y el acceso del usuario para la reprogramación encendido o apagado desde dispositivos externos tales como teléfonos, tablets u otros dispositivos alámbricos o inalámbricos, e incluyendo además las actuaciones eléctricas de los componentes del dispositivo .

El dispositivo incluye otros elementos convencionales de control, tal como filtros, medidores de presión o sensores de temperatura, asimismo controlados por el módulo de control y distribuidos a través del circuito de paso de los fluidos, a efectos de garantizar un funcionamiento seguro y eficiente de la totalidad del conjunto.

Hay que aclarar que la descripción realizada en la presente memoria ha sido dirigida principalmente a la utilización del dispositivo de la invención en instalaciones domésticas, pero este detalle debe ser entendido solamente desde un punto de vista ilustrativo y en ningún caso limitativo, puesto que el dispositivo, con un diseño apropiado puede ser asimismo adaptado para su uso a nivel industrial.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de la presente descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas que de la misma se derivan, asi como llevar a cabo la realización práctica de su objeto.

No obstante lo anterior, y puesto que la descripción realizada corresponde únicamente a un ejemplo de realización preferida de la invención, se comprenderá que dentro de su esencialidad podrán introducirse múltiples variaciones de detalle, asimismo protegidas, que podrán afectar a la forma, el tamaño o los materiales de fabricación del conjunto o de sus partes, sin que ello suponga alteración alguna de la invención en su conjunto, delimitada únicamente por las reivindicaciones que se proporcionan en lo que sigue.