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ES2362593A1 - Apparatus and predictive antivaho procedure. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Apparatus and predictive antivaho procedure. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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ES2362593A1
ES2362593A1 ES201001620A ES201001620A ES2362593A1 ES 2362593 A1 ES2362593 A1 ES 2362593A1 ES 201001620 A ES201001620 A ES 201001620A ES 201001620 A ES201001620 A ES 201001620A ES 2362593 A1 ES2362593 A1 ES 2362593A1
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ES
Spain
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air
temperature
relative humidity
predictive
fogging device
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ES201001620A
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Spanish (es)
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ES2362593B1 (en
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Francisco Javier Rios Gómez
Jorge Romero Sánchez
Raquel Fernández Ramos
José Francisco Martín Canales
Francisco Javier Marín Martín
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Universidad de Malaga
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Universidad de Malaga
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields

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  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

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 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;- calcular, a partir de la temperatura Ta del aire y la humedad relativa Ha del aire, la temperatura Tr de rocío del aire;- 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:- 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.Predictive anti-fog device and procedure. The procedure, applied to prevent the deposition of mist on a first surface of an object (6), comprises: 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; - calculate, from the air temperature Ta and the relative humidity Ha of the air, the dew point temperature Tr of the air; - compare the dew point temperature Tr of the air with the temperature To of the first surface , and depending on said comparison, carry out or not the following actions: - decrease the local relative humidity of the air surrounding the first surface of the object (6); and- increasing the temperature of said first surface. Applicable to exterior or interior surfaces exposed to humid air where condensation must be prevented, such as surveillance camera visors or automobile windows.

Description

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

Campo de la invenciónField 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 presented invention is framed in the field of the air conditioning industry where it is required a specific control of condensation. Applicable to treatment of exterior or interior surfaces exposed to moist air in those that should prevent condensation before it appears; vg: viewfinders of surveillance cameras, ducts and enclosure walls with air conditioning, windows or glass in cars, etc.

Antecedentes de la invenciónBackground 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.Air conditioning systems They encompass the set of techniques and methods for the treatment of air in terms of cooling, heating, degree of humidification, composition for human consumption, etc. The condensation is a phenomenon associated with thermodynamic conditions of impossibility of solubility of water vapor existing in the mixture of gases that make up 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 H_{r} se puede expresar en términos de la presión parcial de vapor de agua en el aire:Normally in the air there is a quantity 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 H r can be expressed in terms of the partial pressure of water vapor in the air:

1one

donde p_{H_{2}O} es la presión parcial del vapor de agua en el aire a considerar y p_{sat\ (H_{2}O)} es la presión parcial de ese mismo aire saturado de humedad en las mismas condiciones termodinámicas. Así, la humedad relativa nos muestra un índice de 0 a 1 en función de la cantidad de vapor agua posible que se encuentra disuelta en la masa de aire.where p H 2 O is the partial pressure of the water vapor in the air to be considered and p sat \ (H 2 O) 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 possible water vapor that is 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 the air Atmospheric is a function of temperature. A supported formula by the WMO (World Metereological Organization, Organization World Meteorological) is:

22

donde p_{H_{2}O}(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 p H 2 O ( 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 T_{r}, 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 T r, at which the air is saturated with moisture, will be achieved, according to the expression (2) with a partial saturation pressure of:

33

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.Saturated air temperature or temperature dew point is that temperature below which the steam of water 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 T_{r} sin más que dividir las expresiones (2) y (3), despejándola de la expresión resultante y relacionándola con la temperatura y la humedad relativa:Since the relative humidity relates the two partial pressure values of saturated and unsaturated steam, we can determine the dew temperature T r by simply dividing the expressions (2) and (3), clearing it from the resulting expression and relating it With temperature and relative humidity:

44

La expresión (4) nos indica que, conociendo la temperatura T de una masa de aire arbitrario y su humedad relativa H_{r}, es posible calcular la temperatura T_{r} 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 T_{aire} < T_{r\ aire}, o se encuentre con un objeto cuya temperatura también sea menor que su temperatura de rocío T_{objeto} < T_{r\ 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 air mass and its relative humidity H r, it is possible to calculate the temperature T r below which that air will begin to condense the water vapor it contains. This will occur when that air is subjected to a thermal change that lowers its temperature below its dew point temperature T air < T r air, or encounters an object whose temperature is also lower than its temperature. dew temperature T object < T r \ 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 It is at its dew temperature. If an air of these characteristics is heated, according to the expression (3), increases its partial saturation pressure, making its relative humidity decrease That is, by increasing the air temperature 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 in a object, we will have to act so that the dew temperature lower and / or the temperature of the object rises above the temperature dew For the air spray temperature to fall, according to the expression (4), it is necessary that its relative humidity falls and / or that its temperature rise. Lowering relative humidity requires water removal dissolved in the air or heat it so that its dissolution capacity increase

Por tanto, un sistema que evite la condensación sobre un objeto, debe calcular la temperatura de rocío del aire T_{r}, y debe actuar aumentando la temperatura del aire T_{aire} > T_{aire\ actual}, disminuyendo la humedad relativa del aire H_{r} < H_{r\ actual} (extrayendo el agua disuelta), o aumentando la temperatura del objeto T_{objeto} > T_{aire\ 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 avoids condensation on an object, must calculate the dew temperature of the air T r, and must act by increasing the temperature of the air T air> T air \ current, decreasing the relative humidity of the air H r < H r \ actual (extracting the dissolved water), or increasing the temperature of the object T object> T air \ current}. 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:

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Para mantener esta condición se pueden seguir dos acciones:To maintain this condition you can follow two actions:

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

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

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

2.2.
Aumentar la temperatura del objeto.Increase the temperature of 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 thermal resistances attached to the object; for example: lunettes or thermal mirrors in cars or anti-fog mirrors in bathrooms. He The energy cost of the process is high and slow, since it is due supply energy to the object in its first volume (energy of losses), until the drops acquire energy on their surface Enough to vaporize. Whereas the heat of Water vaporization is 540 calories / gram, we would need in a ideal case without losses, a resistance of 2257 watts for evaporate 1 gram of water in a second. For example, the windows thermal 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 problems previous, providing a new anticipatory or predictive method that acts before the fog occurs, also reducing energy necessary to prevent the formation of fog, both in environment indoor as in outdoor environments.

Descripción de la invenciónDescription 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 an apparatus is presented and a predictive anti-fog procedure that is anticipated in the actuation of mechanisms that lower the dew temperature locally around surfaces exposed to exterior or interior environments in which condensation should be avoided, based on knowledge of the dew temperature of the air and the temperature of the object and acting through two actions: the decrease in humidity relative air surrounding the object and rising temperature of the surface of the same (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 viewers, optical systems (e.g. optical transceivers) or surfaces outside, a humidity reduction procedure is proposed relative relative that surrounds the object generating an air cavity convective hot. Convective hot air decreases 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 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.In indoor environments where moisture relative air is very variable, such as housing or cars, a procedure for reducing the local relative humidity from a forced laminar stream of hot dry air over the surface in question: walls, windows or windows. An actuator is used for this. based on a heat pump.

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 a electronic circuit that contains a microcontroller that receives information of two temperature sensors and a humidity sensor and runs an anticipation algorithm that drives an actuator decreasing the surrounding relative humidity and increasing the temperature of a surface where the condensation.

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 placed outside the influence of the actuator. Other sensor temperature is located on the surface of the object where it should Avoid condensation.

A partir de la medida de la temperatura y humedad relativa del aire circundante (T_{a}, H_{a}), el microcontrolador calcula la temperatura de rocío T_{r}, según la expresión (4) a intervalos regulares de tiempo t_{m}. Después mide la temperatura del objeto T_{o} y la compara con la temperatura de rocío del aire T_{r}. Si la temperatura del objeto se mantiene por encima de la temperatura de rocío con un margen de seguridad \deltaT, 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 \deltaT 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 T_{r} < T_{o} + \deltaT. Este algoritmo se describe completamente en la descripción detallada.From the measurement of the temperature and relative humidity of the surrounding air ( T a, H a), the microcontroller calculates the dew temperature T r, according to the expression (4) at regular intervals time t _ {m}. It then measures the temperature of the object T o and compares it with the dew temperature of the air T r. If the temperature of the object is maintained above the dew temperature with a safety margin δ T , fog will not 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 δ T 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 T r < T o + δ T. 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 they perform the same function consisting of decreasing humidity surrounding relative and increase the object temperature for two types of environments: exterior and interior.

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 located where the condensation and a unidirectional heating sheet that generates a hot air convection current. It is presented in this invention an embodiment of the actuator for camera viewers of surveillance and optical systems for outdoor use.

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 pump of heat generating a cooling and condensation process transforming moist air into cold and dry air. Later, this air is processed in the hot spot of the pump to raise its temperature generating a laminar stream of dry air hot that is directed towards the object where the condensation. An embodiment of the actuator for windshields and windows of a car. Thus proposes to process the laminar flow of air generated by a thin duct with blades and a wing arranged so that they 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 through fluid dynamics simulation that the actuators presented cause a decrease in relative humidity surrounding and an increase in temperature of the object.

Breve descripción de los dibujosBrief 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.Then it goes on to describe very brief a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of is.

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

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 diagrams schematic 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 device 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 dynamics convective hot air and thermal properties of the viewfinder of an outdoor optical system: flow lines and speeds, Map of isotherms, 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 apparatus interior anti-fog in a car window with details of the conductors of the flow, director wing and elements of the indoor actuator

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 actuator indoor anti-fog: temperature distribution, change of relative humidity 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 inside 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 flow chart of Antifog prediction or anticipation algorithm data.

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 diagram of blocks of the predictive anti-fogging device applied together to indoor and outdoor environments.

Descripción detallada de la invenciónDetailed 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.In this invention an apparatus and a predictive anti-fog procedure that is anticipated in the performance of mechanisms that lower dew point temperature around surfaces exposed to exterior and / or interior environments in that 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 device Predictive anti-fog is shown in Figure 1. This consists of a 1 relative humidity sensor, a temperature sensor air 2 and a temperature sensor 3 of object 6 to avoid fog deposition The sensors (1, 2, 3) are read by a microcontroller 5 which, after executing the anticipation algorithm or prediction, activated by drivers to an actuator 4 that modifies the properties of the surrounding air lowering its relative humidity and point of dew and increasing the temperature of the object.

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 confinement characteristics of the air to be processed. Figures 2A and 2B show the diagrams actuator 4 schematics for outdoor and indoor environments, respectively. For outdoor environments, actuator 4 consists of a cavity 7 where the object 6 is placed to avoid the deposition of mist. Cavity 7 creates a local confinement of the air. The air confined is heated by a heating sheet unidirectional 8 that is inside the cavity 7 forming a angle less than 45 degrees with the vertical. Optimal 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), normally between 30 and 45 degrees. The temperature of the heating sheet Unidirectional should be relatively high to facilitate the heat exchange with cold air (v. g. more than 70 ° and less than 100º Celsius to avoid phase changes). So, the air that touches the hot surface, heats up and decreases its density causing a convection current inside the cavity 7. Al After a few seconds the air containing cavity 7 has increased its temperature (decreasing its relative humidity), at once you have heated the surface of object 6 to avoid fog deposition

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 there are two heat exchangers (13, 13 '). 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 it will condense the water 31 it contains in 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 led to heat exchanger 13 'of hot spot generating a hot dry air with a very low relative humidity. Hot dry air is directed through a duct with blades flow directors towards the object to avoid the deposition of fog 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 device in a viewfinder of an optical system, for example a laser optical transceiver, along with a view exploded unidirectional heater sheet 8 of the actuator 4. The optical system box has been made by generating a cavity 7 around the glass viewfinder, which is object 6 where it should be Avoid the deposition of mist. The box 21 and the lid 22 that generate the cavity (creating a kind of visor) and wrap the visor of Glass have been made in aluminum. To minimize transmission of heat by conduction between aluminum and glass has sandwiched between them a crown 20 of an insulating material of the heat, for example polycarbonate. The heating sheet 8, located at a small distance (for example, about 5 mm) from the lid 22 and with an angle of about 30º with respect to this one, generates unidirectional heat on the metal surface 23 made in aluminum or copper on which an electrical resistance adheres in zigzag 24 covering its entire surface. The back of the electrical resistance 24 is attached to a thermal insulating sheet 25 (in a preferred embodiment of polypropylene) with a coating of aluminum to reflect the heat generated by radiation towards the surface 23. Polycarbonate backsheet 26 and the 27-27 'brackets 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 apparatus outdoor anti-fog, the temperature of the heating sheet Unidirectional is around 80ºC. In a simulated environment of a static air at 12ºC and 70% humidity (dew temperature 6.7 ° C), assumed the initial temperature of the box and display of 5 ° C; that is, by checking the condition of vapor deposition, the simulator calculates the stationary response (thermodynamics of equilibrium), 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 to 80 ° C, generates a forced convective air flow with maximum speeds of 0.3 m / s in a section of about 5 mm passing between the sheet and the lid laminating the viewfinder (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 few seconds, all the air inside the cavity is found at an average temperature of 18 ° C. The viewfinder, initially at 5 ° C heats by presenting a map of isotherms with temperatures of the order 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 air humidity on the surface of the viewfinder low order 30 percentage points versus initial relative humidity existing. So 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 is impossible the deposition of fog as shown by the map of mass fraction of condensed water on the viewfinder surface (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 apparatus predictive anti-fog, in this case for indoor, in a 70 cm car window, this embodiment being applicable also to the windshield of the vehicle. In Figures 6A, 6B and 6C, show details of actuator 4 from different views. In the Figure 6A schematically shows the location of the 1 relative humidity sensor, temperature sensor air 2 and temperature sensor 3 of object 6 to avoid deposition of fog These sensors are connected to the microcontroller 5. The object 6 to avoid the deposition of mist corresponds to the interior surface of the window glass. Air flow dry must adapt to the shape of object 6 in which it should be avoided condensation 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 they are distributed at the base of the window along wing 16 which redirects the flow to 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 window surface. Details of actuator 4 are shown in figure 6C. Heat pump 12 is made with cells peltier connecting its hot 10 and 11 hot spot with the heat exchangers 13 and 13 'respectively. The heat exchangers made with aluminum foil parallel to the flow, they are placed in a "U" shaped conduit 18 made of polypropylene or pressed rock wool with reinforcement aluminum exterior and interior forming an adiabatic cavity at whose base is the capacitor 14 that collects by gravity the condensed water through the drain pipe 17. The inlet of the duct 18 is connected to turbine 9 and the outlet of said duct 18 connects to the nozzle 19 that adapts the air outlet to the vane duct 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 m^{3}/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 an example of simulation in which a humid air environment of 15ºC and 70% relative humidity (dew point temperature of 9.6ºC). This air is injected by turbine 9 with a flow of 0.8 m 3 / min heading towards the cold focus 10-13 of the pump heat that is at a temperature of 5 ° C. After his condensation in condenser 14, is heated to 70 ° C in the focus hot pump 11-13 'heading towards the exit nozzle 19. After calculating the stationary response (equilibrium thermodynamics), the results are the following:

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.He moist air at 15 ° C flows in a laminar regime at an average speed of 17 m / s per "U" tube 18 presenting a distribution thermal as shown in the section of Figure 7A. The average temperature of exit 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).TO as the air temperature changes between 5ºC of the focus cold and 70ºC of the hot spot its relative humidity changes from 70% of its initial value at an average value of less than 20% in the output (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.To the go through the cold spot the temperature of the humid air is located by below its dew temperature and condenses as water. The Figure 7C illustrates the distribution of the water mass fraction condensed showing the deposition of water in condenser 14 and its drain outlet 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 it is injected into the vane duct 15 to be directed towards the window supposed to an initial temperature of 5ºC, temperature below the dew temperature. Figure 8A shows the flow distribution and speeds over the window. In this realization, the average speed of exit is of 5 m / s being demonstrated the ability of the set of blades presented to produce a laminar regime throughout its length being the thickness laminar about 2.5 mm. The average relative humidity of this sheet is less than 40% since, in steady state, dry air at 35ºC and 20% humidity produced by the actuator 4, mixes with the air environmental of that surface area with a humidity of 70%. Whereas the window is in full volume at a initial temperature of 5ºC, in steady state there is a air sheet that heats the surface of the window to a average temperature of 17ºC and 40% humidity with the distribution thermal pattern shown in Figure 8B (margins between 15ºC and 21ºC). In these conditions, the stationary laminar air around the Ventanilla has an average dew point temperature of less than 3.3ºC, lower temperature than the surface of the window, so There will be no fog. Figure 8C shows the distribution of the relative humidity in the window. At the base of the window the relative humidity is less than 35% while in the contours outside is less than 55% with a temperature higher than 15 ° C Considering this worst case, the dew point temperature is 6 ° C, temperature well below surface temperature of the window.

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 prediction or anticipation algorithm Detailed anti-fog executed by microcontroller 5 is described to continued showing its data flow diagram in Figure 9.

La medición y cálculo de variables se realiza por parte del microcontrolador a intervalos regulares de t_{m} 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 variables is performed by the microcontroller at regular intervals t _ {m} 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 parámetrosDescription of variables and parameters

--
Periodo de medida: t_{m}Measurement period: t _ {m}

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

--
Humedad relativa del aire: H_{a}Relative humidity of the air: H a

--
Temperatura del aire: T_{a}Air temperature: T a

--
Temperatura del objeto: T_{o}Object temperature: T o

--
Temperatura de rocío: T_{r}Dew Temperature: T r

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

De acuerdo con el diagrama de flujo de la Figura 9 el procedimiento que se repite cada t_{m} segundos, pudiendo ser t_{m} un valor predeterminado o no, variable o constante en el tiempo, es:According to the flowchart of Figure 9 the procedure is repeated every t _ {m} seconds and may be t _ {m} a predetermined or variable or constant in time value is:

S0. Inicialización de variables:S0. Initialization of variables:

--
Fijar el parámetro del margen térmico de seguridad \deltaT Set the parameter of the safety thermal margin δ T

--
Fijar las variables a un valor inicial.Pin up the variables to an initial value.

S1. Adquisición de datos:S1. Data acquisition:

--
Adquirir el valor de la temperatura del aire: T_{a}Acquire the value of the air temperature: T a

--
Adquirir el valor de la humedad relativa del aire: H_{a}Acquire the value of the relative humidity of the air: H a

--
Adquirir el valor de la temperatura del objeto: T_{0}.Acquire the temperature value of the object: T 0.

S2. Cálculo de la temperatura de rocío según la expresión (4):S2 Dew temperature calculation according to expression (4):

--
Calcular la temperatura de rocío: T_{r}Calculate dew temperature: T r

S3. Comparación de la temperatura de rocío más el margen de seguridad con la temperatura del objeto:S3 Comparison of dew temperature more The safety margin with the object temperature:

--
Si T_{o} \geq T_{r} + \deltaT, desactivar el actuador A = 0 y volver a S1.If T o ≥ T r + δ T , deactivate actuator A = 0 and return to S1.

--
Si T_{0} < T_{r} + \deltaT, activar el actuador A = 1 y volver a S1.If T 0 < T r + δ T , activate actuator A = 1 and return to S1.

Las condiciones a verificar para activar y/o desactivar el actuador pueden ser otras diferentes, como por ejemplo:The conditions to verify to activate and / or deactivating the actuator may be different ones, as per example:

--
Si T_{o} < 2 \cdot T_{r}, activar el actuador A = 1 y volver a S1.If T o <2 • T r, activate actuator A = 1 and return to S1.

--
La desactivación (A = 0) podría ser manual, y no automática, o con otras diferentes condiciones y/o márgenes de seguridad.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 Use together for indoor and outdoor environments, such as shown in Figure 10, for example to avoid deposition of fog outside and inside systems in which it is impossible to completely remove moisture (glazing in homes, shop windows, skylights, glass enclosures in pools, etc ...). In this case you could use a single microcontroller (5), or two different ones, to measure the different temperature sensors (1, 1 ', 3, 3') and humidity (2, 2 ') of both environments (exterior and interior) and to control the corresponding actuators (4, 4 '), exterior and interior, according to He has explained above.

Claims (18)

1. Aparato antivaho predictivo, caracterizado por que comprende:1. Predictive anti-fogging apparatus, characterized in that it comprises: - primeros medios sensores de temperatura (3), encargados de medir la temperatura T_{o} de una primera superficie del objeto (6) a evitar la deposición de vaho;- first temperature sensing means (3), responsible for measuring the temperature T o of a first surface of the object (6) to prevent the deposition of mist; - primeros medios actuadores (4) configurados, cuando están activados, para:- first actuator means (4) configured, when activated, to:
\bullet?
disminuir la humedad relativa local del aire circundante a la primera superficie del objeto (6); ydecrease relative humidity local air surrounding the first surface of the object (6); Y
\bullet?
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 T_{a} 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 T a of the air facing the first surface and outside the influence of the first actuating means (4); - primeros medios sensores de humedad relativa del aire (1), encargados de medir la humedad relativa H_{a} 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 H a of the air facing the first surface and outside the influence of the first actuating means (4); - medios de control (5), configurados para, cada cierto tiempo t_{m}:- control means (5) configured to time to time t _ {m}:
\bullet?
obtener de los primeros medios sensores de temperatura (3), segundos medios sensores de temperatura (2) y primeros medios sensores de humedad relativa del aire (1), la temperatura T_{o} de la primera superficie, la temperatura T_{a} del aire y la humedad relativa H_{a} del aire;obtain from the first temperature sensing means (3), second temperature sensing means (2) and first sensing means of relative air humidity (1), the temperature T o of the first surface, the temperature T a of the air and the relative humidity H a of the air;
\bullet?
calcular, a partir de la temperatura T_{a} del aire y la humedad relativa H_{a} del aire, la temperatura T_{r} de rocío del aire;calculate, from the temperature T a of the air and the relative humidity H a of the air, the temperature T r of the air dew;
\bullet?
comparar la temperatura T_{r} de rocío del aire con la temperatura T_{o} de la primera superficie, y activar o no los primeros medios actuadores (4) en función de dicha comparación.compare the dew temperature T r of the air with the temperature T o of the first surface, and activate or not the first actuator means (4) according to said comparison.
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 T_{r} de rocío del aire con la temperatura T_{o} de la primera superficie, desactivar o no los primeros medios actuadores (4) en función de dicha comparación.2. Predictive anti-fogging device according to claim 1, wherein the control means (5) are additionally configured for, once the comparison of the air dew point T r with the temperature T o of the first surface, deactivate or not the first actuator means (4) depending on said comparison. 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:3. Predictive anti-fogging device 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: 66 donde \deltaT es un margen térmico de seguridad de valor predeterminado.where δ T is a safety thermal margin of predetermined value. 4. 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.4. Predictive anti-fogging device according to any of the preceding claims, wherein the first means temperature sensors (3) comprise a temperature sensor adhered to the surface on which the condensation. 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:5. Predictive anti-fogging device according to any of the preceding claims, where to decrease the humidity local relative of the surrounding air to 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. Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los medios de control (5) comprenden un microcontrolador.6. Predictive anti-fogging device according to any of the preceding claims, wherein the control means (5) They comprise a microcontroller. 7. Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde los primeros medios actuadores (4) comprenden:7. Predictive anti-fogging device according to any of claims 1 to 6, wherein the first actuator means (4) include: - una cavidad (7) encargada de confinar localmente el aire circundante a la primera superficie del objeto (6);- a cavity (7) in charge of confining locally the air surrounding the first surface of the object (6); - una lámina calefactora unidireccional (8) colocada en ángulo con respecto a la primera superficie y configurada, cuando los primeros medios actuadores (4) están activados, para, mediante la generación de calor unidireccional en su superficie más cercana a la primera superficie del objeto (6), crear en el aire localmente confinado en la cavidad (7) una corriente de convección de aire caliente sobre la primera superficie del objeto (6).- a unidirectional heating sheet (8) placed at an angle to the first surface and configured, when the first actuator means (4) are activated, for, by generating unidirectional heat in its surface closest to the first surface of the object (6), create in the air locally confined in the cavity (7) a hot air convection current on the first surface of the object (6). 8. Aparato antivaho predictivo según la reivindicación 7, donde la lámina calefactora unidireccional (8) compren-
de:
8. Predictive anti-fogging apparatus according to claim 7, wherein the unidirectional heating sheet (8) comprises
from:
- 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) more close 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) that covers 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 electric heater (24) with a metal coating to reflect heat generated by radiation towards the metal surface (23).
9. Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, 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.9. Predictive anti-fogging device according to anyone of claims 7 to 8, the actuator means being configured, when activated, to heat the sheet unidirectional heater (8) at a high temperature below of boiling water. 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.10. Predictive anti-fogging device according to any of claims 7 to 9, wherein the heating sheet unidirectional (8) forms an angle, with respect to the first surface, less than 45ºC. 11. Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde los primeros medios actuadores (4) comprenden:11. Predictive anti-fogging device according to any of claims 1 to 6, wherein the first actuator means (4) include: - una bomba de calor (12) en cuyos focos frío (10) y caliente (11) se sitúan intercambiadores de calor (13, 13');- a heat pump (12) in whose cold spotlights (10) and hot (11) heat exchangers (13, 13 '); - un conducto (18) que contiene los intercambiadores de calor (13,13');- a conduit (18) containing the heat exchangers (13,13 '); - un condensador (14) conectado al conducto (18);- a condenser (14) connected to the conduit (18); - una turbina (9) encargada, cuando los primeros medios actuadores (4) están activados, de inyectar aire a través del conducto (18);- a turbine (9) in charge, when the first actuator means (4) are activated, of injecting air through the duct (18); estando el conducto (18) configurado para:the conduit (18) being configured to: \bullet conducir el aire inyectado por la turbina (9) hacia el foco frío (10) de la bomba de calor (12) para generar la condensación del agua que contiene en el condensador (14), obteniendo aire frío y seco;conduct the air injected by the turbine (9) towards the cold bulb (10) of the heat pump (12) to generate the condensation of the water contained in the condenser (14), obtaining cold and dry air; \bullet 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; \bullet 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. 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).12. Predictive anti-fogging device 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. 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 (18) directa y uniformemente sobre dicha primera superficie del objeto (6).13. Predictive anti-fogging device according to any of claims 11 to 12, comprising a vane duct (15) with a plurality of blades 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 air and hot from the duct (18) directly and evenly over said first surface of the object (6). 14. Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, donde la bomba de calor (12) comprende celdas peltier.14. Predictive anti-fogging device according to any of claims 11 to 13, wherein the heat pump (12) It comprises peltier cells. 15. Aparato antivaho predictivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente:15. Predictive anti-fogging device according to any of the preceding claims, comprising further: - terceros medios sensores de temperatura (3'), encargados de medir la temperatura T_{o}' de una segunda superficie del objeto (6), opuesta a la primera superficie;- third temperature sensing means (3 '), responsible for measuring the temperature T o' 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 ') configured, when activated, to:
\bullet?
disminuir la humedad relativa local del aire circundante a la segunda superficie del objeto (6); ydecrease relative humidity local air surrounding the second surface of the object (6); Y
\bullet?
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 T_{a}' 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 T a' of the air facing the second surface and outside the influence of the second actuating means (4 '); - segundos medios sensores de humedad relativa del aire (1'), encargados de medir la humedad relativa H_{a}' del aire enfrentado a la segunda superficie y fuera de la influencia de los segundos medios actuadores (4');- second means of relative humidity of the air (1 '), responsible for measuring the relative humidity H a' of the air facing the second surface and outside the influence of the second actuating means (4 '); donde los medios de control (5) están adicionalmente configurados para, cada cierto tiempo:where the control means (5) are additionally configured for, from time to time:
\bullet?
obtener de los terceros medios sensores de temperatura (3'), cuartos medios sensores de temperatura (2') y segundos medios sensores de humedad relativa del aire (1'), la temperatura T_{o}' de la segunda superficie, la temperatura T_{a}' del aire y la humedad relativa H_{a}' del aire;obtain from the third temperature sensing means (3 '), fourth temperature sensing means (2') and second air relative humidity sensing means (1 '), the temperature T o' of the second surface, the temperature T a 'of the air and the relative humidity H a' of the air;
\bullet?
calcular, a partir de la temperatura T_{a}' del aire y la humedad relativa H_{a}' del aire, la temperatura T_{r}' de rocío del aire;calculate, from the temperature T a 'of the air and the relative humidity H a' of the air, the temperature T r 'of air dew;
\bullet?
comparar la temperatura T_{r}' de rocío del aire con la temperatura T_{o}' de la segunda superficie, y activar o no los segundos medios actuadores (4) en función de dicha comparación.compare the air dew point T r 'with the temperature T o' of the second surface, and activate or not the second actuator means (4) according to said comparison.
16. Transceptor óptico que comprende: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 sight glass (6), through which receives and transmits the optical information, being the object to avoid fog deposition; - 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 device according to any of the claims 7 to 10, wherein the cavity (7) is formed by a housing (21, 22) that surrounds the glass sight glass (6) as a visor. 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).17. Optical transceiver according to claim 16, which comprises a crown (20) of a heat insulating material, surrounding the glass sight glass (6) to minimize the transmission of the heat by conduction between the housing (21, 22) and the glass sight glass (6). 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 t_{m} los siguientes pasos:18. demister predictive method applied to prevent vapor deposition on a first surface of an object (6), characterized by comprising performing at certain time t {m} the following steps: - obtener la temperatura T_{o} de la primera superficie, la temperatura T_{a} del aire enfrentado a la primera superficie y la humedad relativa H_{a} del aire circundante a la primera superficie;- obtaining the temperature T o of the first surface, the temperature T a of the air facing the first surface and the relative humidity H a of the air surrounding the first surface; - calcular, a partir de la temperatura T_{a} del aire y la humedad relativa H_{a} del aire, la temperatura T_{r} de rocío del aire;- calculating, from the temperature T a of the air and the relative humidity H a of the air, the temperature T r of the air dew; - comparar la temperatura T_{r} de rocío del aire con la temperatura T_{o} de la primera superficie, y en función de dicha comparación realizar o no las siguientes acciones:- compare the T {r} air dew point temperature with the temperature T {or} of the first surface, and a function of said comparison performed or not the following:
\bullet?
disminuir la humedad relativa local del aire circundante a la primera superficie del objeto (6); ydecrease relative humidity local air surrounding the first surface of the object (6); Y
\bullet?
aumentar la temperatura de dicha primera superficie.increase the temperature of said first surface.
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