MXPA02000673A - Sistema activo auxiliar de calentamiento y aire acondicionado para automovil. - Google Patents
Sistema activo auxiliar de calentamiento y aire acondicionado para automovil.Info
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- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/04—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa
- C09K5/047—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to vapour or vice versa for absorption-type refrigeration systems
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Abstract
Se describe un sistema de calentamiento y aire acondicionado para un area de pasajeros de un automovil que comprende un intercambiador de calor (20, 114) en el area de pasajeros con tuberia para recibir fluido de transferencia de calor acondicionado, un sistema de sorcion de enfriamiento localizado fuera del area de pasajeros que tiene un primero y segundo reactores (32, 34, 102, 104), cada uno de los reactores contiene una sal. metalica o un compuesto complejo y cuenta con una seccion de para el intercambio de calor entre el fluido de transferencia de calor y/o refrigerante de gas polar condensado y dicha sal metalica 0. dicho compuesto complejo, un circuito refrigerante que incluye un evaporador (40, 112) con tuberia para suministrar fluido de transferencia de calor acondicionado al intercambiador de calor (20, 114) durante el acondicionamiento de aire, un calentador (54, 110) para el calentamiento de fluido de transferencia de calor, y una ensambladura valvular (65, 128, 130) para dirigir el fluido de transferencia de calor calentado por el calentador (54, 110). En una modalidad preferida cada reactor contiene una composicion que comprende un material substrato inerte a un gas polar y que incorpora la sal en el compuesto complejo.
Description
SISTEMA ACTIVO AUXILIAR DE CALENTAMIENTO Y AIRE ACONDICIONADO PARA AUTOMÓVIL
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la Patente Estadounidense No. 5,901,780, se describe un sistema de sorción configurado para operar continuamente cuando el vehículo no está en movimiento. El sistema comprende un intercambiador de calor en el área de pasajeros con tubería para la recepción de fluido de transferencia de calor acondicionado, un sistema de sorción de enfriamiento localizado fuera del área de pasajeros y que cuenta con dos camas de sorción, cada una de capacidad suficiente para cumplir con los requerimientos de enfriamiento del compartimiento de pasajeros para un intervalo predeterminado, y con tubería para operarse alternativamente a un ciclo de trabajo correspondiente al intervalo predeterminado en donde una cama absorbe y otra cama desorbe para mover refrigerante alrededor de un circuito refrigerante, el circuito refrigerante incluye un evaporador para suministrar fluido de transferencia de calor acondicionado al intercambiador de calor durante el acondicionamiento de aire (enfriamiento) , un calentador a fuego que emplea combustible fuera del área de pasajeros y de suficiente capacidad térmica para desorber una cama de sorción sencilla durante el intervalo predeterminado, y una
REF: 135152 o más válvulas para dirigir el fluido de transferencia de calor por medio del calentador a fuego que emplea combustible. El sistema opera en un modo de calentamiento en el cual el fluido de transferencia de calor calentado por el calentador a fuego que emplea combustible es dirigido al intercambiador de calor, y un modo de enfriamiento en el cual el fluido de transferencia de calor calentado por el calentador a fuego que emplea combustible es dirigido alternativamente a las camas de sorción respectivas para absorción y desorción de refrigerante.
- BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El sistema auxiliar mejorado de calentamiento y aire acondicionado de la presente invención comprende el sistema descrito en la patente antes mencionada y utiliza reactores de sorción sólido-vapor que contienen un compuesto complejo formado por la absorción de un gas polar, preferentemente amoníaco, sobre una sal metálica. En una modalidad preferida, los reactores contienen un material substrato que incorpora la sal metálica o compuesto complejo. Los compuestos complejos que incorporan amoniaco son capaces de absorber grandes cantidades del refrigerante, asi como de tener altas velocidades de reacción. Al usar una composición de sorbente/substrato que incorpora la sal metálica o el compuesto complejo como se describió aquí anteriormente, los reactores del sistema ofrecen un funcionamiento mejorado y expectativas de vida.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS la Figura 1 es una vista de un tractor de un vehículo tráiler tractor que tiene un área de pasajeros dividida en áreas de cabina y camarote que ilustra la aplicación de la presente invención. la Figura 2 es una ilustración esquemática de un sistema auxiliar activo de calentamiento y aire acondicionado de dos sorbedores auxiliares de la presente invención que muestra el sistema en operación para proveer calentamiento; la Figura 3 es una ilustración esquemática del sistema auxiliar activo de calentamiento y aire acondicionado de dos sorbedores auxiliares de la presente invención operando para proporcionar enfriamiento con el sorbedor izquierdo desorbiendo; la Figura 4 es un ilustración esquemática del sistema auxiliar activo de calentamiento y aire acondicionado de dos sorbedores auxiliares de la presente invención operando para proporcionar enfriamiento con el sorbedor derecho desorbiendo; la Figura 5 es una ilustración esquemática del sistema auxiliar activo de calentamiento y aire acondicionado de dos
sorbedores auxiliares de la presente invención operando para precalentar el motor; la Figura 6 es una ilustración esquemática del sistema auxiliar activo de calentamiento y aire acondicionado de dos sorbedores auxiliares de la presente invención que muestra una modalidad alternativa de la válvula en el modo de calentamiento; y la Figura 7 ilustra una modalidad alternativa del sistema de dos sorbedores de la invención que utiliza un ciclo de transferencia de calor sencillo en cada sorbedor para efectuar la desorción y absorción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 muestra un tractor 10 de un vehiculo tráiler tractor. La porción de tractor 10 del vehiculo tráiler tractor incluye un espacio interior que define un compartimiento de pasajeros 12 el cual incluye un área de cabina 14 y un área de camarote o de dormir 16. El área de camarote o de dormir puede ser usado por el conductor del vehiculo 10 para descansos periódicos durante recorridos largos. Durante la operación del vehículo 10, el compartimiento de pasajeros 12 generalmente se calienta y se enfria por medio de un sistema primario de calentamiento y de aire acondicionado con energia eléctrica proporcionada or el motor (no mostrado) del tractor 10. En un modo de calentamiento el refrigerante de motor caliente es transportado por medio de una tubería al intercambiador de calor en el compartimiento de pasajeros. En el enfriamiento el motor impulsa a un compresor el cual comprime y hace circular refrigerante alrededor de un circuito convencional de aire acondicionado el cual tiene un serpentín evaporador en el compartimiento de pasajeros. Durante los descansos del conductor, es deseable tener la capacidad de apagar el motor del tractor 10 con el objeto de ahorrar combustible, reducir el desgaste del motor, y limitar la contaminación del ambiente. El sistema de calentamiento y aire acondicionado de la presente invención es auxiliar y activo en naturaleza porque cuenta con una fuente de energia independiente capaz de suministrar continuamente calentamiento y aire acondicionado al compartimiento de pasajeros 12 del vehículo tráiler tractor 10 durante periodos prolongados, aun cuando el motor está apagado. Aunque se muestra al sistema y se describe en relación con el compartimiento de pasajeros de un vehículo tráiler tractor, puede usarse para el calentamiento y acondicionamiento de aire del compartimiento de pasajeros de cualquier tipo de automóvil incluyendo vehículos tráileres tractores, automóviles, camiones, vehículos para acampar, casas rodantes, autobuses, vehículos recreativos, ciertas embarcaciones y aeroplanos pequeños o de cualquier área de un automóvil en donde pueden
encontrarse pasajeros, tales como, por ejemplo, el compartimiento de pasajeros de un vehículos tráiler tractor, solamente el área de dormir del compartimiento de pasajeros de un vehiculos tráiler tractor, el área de estancia de un vehiculo para acampar, casa rodante, o vehículo recreativo, y los cuartos estancia y de dormir de ciertas embarcaciones. En la siguiente descripción, los términos absorción y desorción se utilizan en forma intercambiable para hacer referencia a la sorción entre un gas polar y una sal metálica para formar un compuesto complejo de coordinación tal como aquí se describe. El sistema de calentamiento y de aire acondicionado de la invención incorpora y utiliza reactores de sorción sólido-vapor que contienen un compuesto complejo formado por la absorción de un gas polar sobre una sal metálica. Los compuestos complejos son aquellos descritos en la Patente Estadounidense No. Re. 34, 259. Durante la reacción de absorción la expansión volumétrica del compuesto complejo formado está restringido como se describe en las Patentes Estadounidenses Nos. 5,298,231, 5,328,671 y 5,441,716. Los reactivos gaseosos preferidos son amoniaco, agua, alcanoles menores (Cx-C5) , alquilaminas, y poliaminas. También pueden usarse dióxido de azufre, piridina, y fosfina. El amoniaco es el más preferido. Las sales metálicas preferidas incluyen los nitratos, nitritos, percloratos, oxalatos, sulfatos, sulfitos y haluros,
J^j a JL, particularmente cloruros, bromuros y yoduros de metales alcalinos, metales alcalinotérreos, metales de transición, particularmente cromo, manganeso, hierro, cobalto, niquel, cobre, tantalio y rhenio, asi como zinc, cadmio, estaño y aluminio. También son útiles los dobles cloruros metálicos o sales de bromuro, en las cuales al menos uno de los metales es un metal alcalino o alcalinotérreo, aluminio, cromo, cobre, zinc, estaño, manganeso, hierro, níquel o cobalto. Otra sal de interés especial es NaBF4. Otros compuestos complejos útiles se describen en las patentes Estadounidenses 5,186,020 y 5,263,330. Los compuestos complejos preferidos usados en la reacción de la invención son los siguientes o comprenden composiciones de adsorción/desorción que contienen al menos uno de los siguientes como un componente. Aunque en los siguientes compuestos complejos, se dan los valores numéricos de moles de amoniaco (?,X") por mol de sal, en algunos complejos, el intervalo de moles dado comprende varias etapas de coordinación. Por ejemplo, en el caso de los compuestos de NaBF_ , ocurren un número de etapas de reacción diferentes entre los limites numéricos que se dan. Sin embargo, típicamente, las consideraciones prácticas únicamente permiten el uso de una porción del intervalo de coordinación designado. Consecuentemente, los siguientes intervalos pretenden ser aproximados y deberá entenderse por aquellos con experiencia en la técnica.
Compuesto Complejo Valor X SrCl; X(NH3) 0-1, 1-8 CaCl; X (NH3) 0-1, 1-2, 2-4, 4-8 ZnCl2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-4, 4-6 ZnBr2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-4, 4-6 Znl2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-4, 4-6 CaBr_ X(NH3) 0-1, 1-2, 2-6 CoCl; X(NH3) 0-1, 1-2, 2-6 CoBr: X(NH3) 0-1, 1-2, 2-6 CoI2 X (NH3) 0-2, 2-6 BaCl_ X(NH3) 0-8 MgCl: X (NH3) 0-1, 1-2, 2-6 MgBr2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-6 Mgl2 X (NH3) 0-2, 2-6 FeCl2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-6 FeBr: X(NH3) 0-1, 1-2, 2-6 Fel2 X (NH3) 0-2, 2-6 N?Cl2 X (NH3) 0-1, 1-2, 2-6 N?Br; X (NH3) 0-1, 1-2, 2-6 N?l2 X(NH3) 0-2, 2-6 Srl2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-6, 6-8 SrBr2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-8
SnCl- X(NH3) 0-2.5, 2.5-4, 4-9 SnBr: X(NH3) 0-1, 1-2, 2-3, 3-5, 5-9 BaBr2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-4, 4-8 MnCl2 X (NH3) 0-1, 1-2, 2-6 MnBr2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-6 Mnl2 X (NH3) 0-2, 2-6 Cal2 X(NH3) 0-1, 1-2, 2-4, 6-8 CrCl2 X(NH3) 0-3, 3-6 LiCl X(NH3) 0-1, 1-2, 2-3, 3-4 LiBr X(NH3) 0-1, 1-2, 2-3, 3-4 NaCl X(NH3) 0-5 NaBr X(NH3) 0-5.25 NaBF2 X(NH3) 0.5-2.5 Nal X(NH3) 0-4.5 K FeCl X (NH3) 0-5, 5-6, 6-11 K2ZnCl¿ X(NH3) 0-5, 5-12 Mg(C104)2 X(NH3) 0-6 Mg(NO X(NH3) 0-2, 2-4, 4-6 Sr (C104)2 X (NH3) 0-6, 6-7 CrBr_ X(NH 0-3 CrCl- X (NH3) 0-3, 3-6 VC13 X(NH3) 0-3, 3-5, 5-6, 6-7, 7-12 AlCl X(NH3) 0-1, 1-3, 3-5, 5-6, 6-7, 7-14 CuSO, X(NH3) 0-1, 1-2, 2-4, 4-5
tA.i ¿t ,.,^-4.a Especialmente se prefiere cualquiera de los complejos de CaCl2 X(NH3), SrCl2 1-8 (NH3) , SrBr2 2-8 (NH3) , CaBr 2- 6(NH3), Cal2 2-6 (NH3) , FeCl 2-6 (NH3), FeBr: 2-6 (NH3), Fel; 2- 6(NH3), CoCl2 2-6 (NH3), CoBr2 2-6 (NH3), BaCl2 0-8 (NH.), MgCl 2-6 (NH3) , MgBr2 2-6 (NH3), MnCl2 2-6 (NH3) y MnBr2 2-6 (NH3), y mezclas de dos o más de los ellos. Los reactores preferidos utilizados en los sistemas incorporan las mejoras descritas en la Patente Estadounidense No. 6,224,842. Más específicamente el espacio entre las superficies de intercambio de calor del reactor están substancialmente llenas con un composición de sorbente/substrato que comprende un material substrato que incorpora la sal metálica o un compuesto complejo producido a partir de una sal metálica o gas polar. El material substrato que incorpora la sal metálica o compuesto complejo puede ser un material tejido tal como una tela o trapo, un material no tejido, tal como fieltro, malla o material similar en el cual los hilos o fibras se han enmarañado o de otra forma mezclado, entrelazado, presionado o empacado para formar un substrato coherente. Las capas de tela tejida se pueden usar entre capas de fibras no tejidas, especialmente en composiciones de capas alternantes de fibras tejidas y no tejidas. También pueden usarse estopa, cuerda, o tiras o listones de tela substrato para ciertos diseños de intercambiadores de calor del reactor.
Los materiales substratos específicos incluyen polímeros de nailon incluyendo nailon no aromáticos o poliamidas, poliamidas aromáticas o aramidas, fibra de vidrio, y sulfuros de polifenileno. Las aramidas se prefieren para compuestos complejos que operan a temperaturas de reacción por abajo de 150°C. Para temperaturas mayores, se prefieren fibra de vidrio y sulfuros de polifenileno, mientras que a temperaturas por abajo de 120°C, también son apropiados los materiales que se basan en polimero de nailon. Las aramidas no se recomiendan a temperaturas de reacción por arriba de 150°C. Los materiales substratos que tienen una elevada conductividad térmica son ventajosos debido a que mejoran las propiedades de transferencia de calor del centro sorbedor del intercambiador de calor. Se puede mejorar la conductividad térmica de los materiales substratos antes mencionados al incorporar en el substrato materiales de elevada conductividad térmica tales como fibras, partículas, etc. Para obtener alta eficiencia termodinámica y de masa de la composición del substrato, es deseable usar una forma física del material que pueda cargarse con una alta fracción masa del sorbente. Se prefiere que al menos 501, preferentemente 70%, y con mayor preferencia 85% o más, del volumen de la composición de sorbente/substrato comprenda por sí misma al sorbente. De esta manera el material substrato usado para producir la composición sorbente/substrato de la invención tiene una porosidad de aproximadamente 50% o más y hasta aproximadamente 98. Ejemplos de tipos de tela usadas para cumplir con tales requerimientos de volumen abierto y de porosidad incluyen materiales textiles tales como trapo, tela, fieltro, malla, etc., comúnmente formados mediante tejido o tejeduría de punto, así como no tejidas pero de formas cohesivas tales como borra o batán y similares. Se ha encontrado que es ventajoso el uso de un material substrato suficientemente permeable al gas para que el gas refrigerante pase a través de éste y suficientemente bajo en tamaño de poro para evitar que penetren pequeñas partículas de sal. Aunque usualmente los materiales tejidos proporcionan una uniformidad física y estructural superior, el uso de substratos no tejidos o de fibra amorfa puede proporcionar una distribución más uniforme a lo largo de los poros del sorbente sólido, de espacios y de intersticios del material. El sorbente se incorpora en el material substrato por medio de integración o impregnación o combinando de otra manera los dos componentes para formar la composición de sorbente/substrato que se instalará en un intercambiador de calor del sorbedor de conformidad con la invención. El método preferido de incorporación del sorbente en el material substrato es por impregnación. Esta impregnación se
Í¡??áA.?*A*M?*.á.
lleva a cabo por cualquier medio tal como rociado del material substrato con una solución líquida, lechada, suspensión o mezcla que contenga el sorbente o remojando el substrato en una solución liquida, lechada o suspensión del sorbente seguido por la remoción del solvente o portador por medio de secado o calentamiento, y/o por la aplicación de un vacío. Aún otro método para la incorporación de sorbente en el substrato incluye la integración u otra forma de distribución fina de las partículas sorbentes, usando métodos y técnicas de soplado, explosión o sinterización. Además, las partículas pueden dirigirse dentro o combinarse con el material substrato en el momento en el que se fabrica el fieltro o tela substrato o en forma subsecuente. El sorbente puede también fundirse, por ejemplo, como un hidrato, y aplicarse el sorbente líquido al substrato después o durante la elaboración del substrato. Puede preferirse impregnar el substrato con el absorbente antes de la instalación en el reactor. Sin embargo, el substrato puede instalarse también antes de ser impregnado con la solución que' contiene la sal absorbente. La trayectoria de la difusión de masa de los reactores es la distancia que una molécula de gas debe viajar entre la superficie de distribución de gas y la partícula absorbente. La descripción y definición específica de la longitud de la trayectoria de difusión de masa se describe en la Patente Estadounidense No. 5,441,716. En los rectores que utilizan amoniaco como refrigerante y compuestos complejos amoniacales, la trayectoria media de difusión de masa máxima está preferentemente por abajo de unos 15 mm, lo cual corresponde a la longitud de la trayectoria media de difusión de masa preferida descrita en la patente incorporada antes mencionada. Las dimensiones óptimas son una función de los sorbentes y refrigerantes específicos usados en el proceso, y las presiones de operación, presiones y temperaturas de aproximación asi como la densidad de cargado del sorbente y de la permeabilidad al gas del material del substrato. Las longitudes de las trayectorias de difusión de masa medias preferidas están por abajo de unos 15 mm y con mayor preferencia están por abajo de 12 mm. La difusión térmica o longitud de trayectoria térmica depende de la distancia entre las superficies de intercambio de calor adyacentes, más específicamente, la distancia desde la superficie de conductividad térmica elevada más cercana al centro de la masa absorbente. Por ejemplo, para un reactor del tipo ilustrado en la Figura 7, la longitud de trayectoria térmica es un medio de la distancia entre aletas adyacentes. Preferentemente, la longitud de trayectoria térmica es menor que 4.5 mm, con más preferencia menor que 4 mm y con mayor preferencia aproximadamente 3.0 mm o menos. Asi, para diseños de intercambiadores de calor de tubos con aletas, ese tipo de longitud de trayectoria térmica es equivalente a un número de aletas del reactor de al menos cuatro aletas por pulgada de la longitud (altura) del módulo del reactor. El número preferido de aletas del reactor está entre aproximadamente 9 y 25 aletas por pulgada (1.4 mm a 0.5 mm de longitud de trayectoria térmica) . El centro sorbedor del intercambiador de calor puede mejorarse adicionalmente por el uso de materiales con elevada conductividad térmica tales como metales o fibras de carbón. La incorporación de tales materiales o aditivos en los materiales substratos permitirán el uso de intercambiadores de calor de tubos de aletas que tienen un menor número de aletas o menos aletas por pulgada que los descritos de otra forma en las patentes arriba mencionadas. De esta manera, la tela o fieltro substrato puede contener, en su estructura tejida, un metal térmicamente conductivo, fibra o partículas de carbón o de grafito. El uso de tales materiales térmicamente conductivos es particularmente adecuado y aún preferidos en donde el material del substrato es de una conductividad térmica relativamente baja. Por ejemplo, la fibra de vidrio, conocida por su baja conductividad térmica, se mejorará substancialmente por la incorporación de tales fibras térmicamente conductivas.
*******..-& Con referencia a las Figuras 2 a 4, se ilustra esquemáticamente un sistema de calentamiento y de aire acondicionado construido de conformidad con la presente invención. El sistema de calentamiento y de aire acondicionado ilustrado es capaz de operar en una pluralidad de modos y está adaptado para suministrar selectivamente aire calentado o enfriado para el compartimiento de pasajeros 12 del tractor 10 a través de un intercambiador de calor sencillo 20 en el compartimiento de pasajeros 12. El intercambiador de calor ilustrado 20 incluye un serpentín 22 que tiene un pasaje a través del cual puede circular fluido de transferencia de calor. El fluido de transferencia de calor que circula a través del serpentín 22 ha sido * acondicionado" por el sistema auxiliar de calentamiento y de aire acondicionado de tal manera que es fluido de transferencia caliente calentado o fluido de transferencia de calor enfriado. La energia térmica del fluido de transferencia de calor acondicionado puede ser transferido del serpentín 22 a las áreas de pasajeros o de dormir 12, 16 por convección mediante un ventilador 24 el cual dirige flujo de aire a través del serpentín 22. Así, a diferencia de los sistemas convencionales de calentamiento y de aire acondicionado para vehículos motorizados que típicamente tienen intercambiadores de calor de calentamiento y de acondicionamiento de aire separados en una cámara de aire común y que utilizan dispositivos amortiguadores para dirigir aire sobre uno u otro o una mezcla de ambos, el presente sistema únicamente requiere un intercambiador sencillo tanto para calentamiento como para acondicionamiento de aire reduciendo así el peso, espacio, y requerimientos de costo del presente sistema. Con el objeto de proporcionar energia al calentamiento o al acondicionamiento de aire del compartimiento de pasajeros, el sistema auxiliar de calentamiento y de aire acondicionado incluye una fuente de energía que opera independientemente del motor del vehículo tráiler tractor. En la modalidad preferida, la fuente de energia comprende un calentador a fuego que emplea combustible 54 el cual tiene un pasaje 56 a través del cual puede circularse y calentarse fluido de transferencia de calor. El calentador a fuego que emplea combustible 54 opera a partir de una fuente de combustible ,55 la cual se localiza a bordo del vehiculo tráiler tractor 10 y está conectado al calentador por medio de una línea de combustible 57. Tanto para el calentamiento como para el acondicionamiento de aire, el calentador a fuego que emplea combustible 54 hace funcionar el sistema proporcionando fluido de transferencia de calor calentado, cuyo calor se produce al dirigir directamente el fluido de transferencia de calor calentado al intercambiador de calor 20 y el aire acondicionado se produce al dirigir el fluido de transferencia de calor al sistema de enfriamiento de sorción. El sistema mostrado en las Figuras 2-4 utiliza dos absorbedores, es decir, un sistema de enfriamiento de dos reactores. Un sistema de enfriamiento de dos reactores se opera al calentar alternativamente uno de los reactores mientras el otro reactor enfria. El reactor que se calienta desorbe refrigerante de un circuito refrigerante mientras que el reactor de enfriamiento adsorbe refrigerante del circuito ocasionando así que el refrigerante sea dirigido alrededor del circuito. La función de los dos reactores se cambia en un intervalo predeterminado mediante el cual el sistema de enfriamiento sorbedor puede suministrar continuamente aire acondicionado. Mientras que el sistema sorbedor de la presente invención se describe con dos reactores, aquellos expertos en la técnica podrán apreciar que cada " reactor" puede comprender un banco de dos o más reactores. De esta manera, un sistema de dos reactores puede incluir 4, 6, o más reactores, tanto como el primer banco de reactores y el segundo banco de reactores son calentados y enfriados alternativamente. Además, los mejoramientos del circuito se pueden obtener también por la operación secuencial o la operación de cambio temporal de los absorbedores en cada banco de reactores, y puede incluir también un número impar de absorbedores en cada banco.
El sistema sorbedor de aire acondicionado ilustrado tiene un circuito refrigerante cerrado 30 que incluye primeros y segundos reactores 32, 34, un condensador 36, un dispositivo de flujo tal como una válvula de expansión 38, y un evaporador 40. El circuito refrigerante también incluye válvulas de retención 42, 44, 46, 48 las cuales facilitan el flujo de refrigerante a través del circuito 30 durante la desorción y adsorción de los reactores 32, 34. Los primeros y segundos reactores 32, 34 incluyen cada uno un pasaje independiente 50, 52 respectivamente, a través del cual puede circular fluido de transferencia de calor con el objeto de calentar el reactor para la desorción. El calentador a fuego que emplea combustible 54 está especialmente configurado para tener suficiente capacidad térmica para proporcionar energia al sistema auxiliar de calentamiento y aire acondicionado durante el verano y el invierno. Con mayor particularidad, durante el verano, el calentador a fuego que emplea combustible 54 debe ser capaz de calentar el fluido de transferencia de calor a una temperatura adecuada para dar lugar al proceso de desorción/adsorción en los rectores, y debe tener suficiente capacidad térmica para completar el proceso de desorción/adsorción antes del final del intervalo predeterminado. Además, el calentador a fuego que emplea combustible 54 debe tener suficiente capacidad para cumplir con los requerimientos de calentamiento del compartimiento de pasajeros 12 durante el invierno. Por ejemplo, con un área típica de dormir en un compartimiento de pasajeros, un sistema auxiliar de calentamiento y aire acondicionado debería ser capaz de producir al menos 2000 BTU/hr de energia de enfriamiento durante el verano y más de 4000 BTU/hr de energía de calentamiento durante el invierno. Para un sistema de este tipo, en donde se emplea amoniaco como refrigerante y el refrigerante convencional para motor de vehiculo es el fluido de transferencia de calor, deberla proveerse un calentador a fuego que emplea combustible capaz de calentar el fluido de transferencia de calor a 270 F (132.2 °C) y producir un minimo de 7500 BTU/hr. Un sistema de este tipo producirla 2000 BTU/hr de aire de enfriamiento a una temperatura de 55 F (12.8°C) en el verano y 7500 BTU/hr de aire de calentamiento a una temperatura de 150 F (65.5°C) en el invierno, tendría un volumen de menos de 4.5 pies cúbicos (121,500 centimetros cúbicos) y un peso de aproximadamente 150 lbs (68.2 kg) . El sistema mostrado en las Figuras 2 a 4 incluye también un sistema circulatorio de fluido de transferencia de calor que interconecta selectivamente el pasaje de fluido de transferencia de calor 56 en el calentador 54 con el pasaje de fluido de transferencia de calor en el primer reactor 32, el segundo reactor 34, o el intercambiador de
calor 20. El sistema circulatorio de fluido de transferencia de calor incluye al menos tres trayectorias independientes de fluido de transferencia de calor. Una primera trayectoria 58 que circula fluido de transferencia de calor entre el calentador 54 y el intercambiador 20 (mejor mostrado en la Figura 2), una segunda trayectoria 60 que circula fluido de transferencia de calor entre el calentador 54 y el primer reactor 32 (mejor mostrado en la Figura 3) , y una tercera trayectoria 62 que circula fluido de transferencia de calor entre el calentador 54 y el segundo reactor 34 (mejor mostrado en la Figura 4). Tal como se muestra en las Figuras 2 a 4, con el objeto de facilitar la circulación del fluido de transferencia de calor, el sistema incluye una bomba 64 el cual está colocada de tal forma que puede dirigir el fluido de transferencia de calor a través de cualquiera de las tres trayectorias. Podrá apreciarse que podría usarse cualquier tipo de fluido de transferencia de calor en el sistema circulatorio de fluido de transferencia de calor incluyendo agua o una mezcla de agua y un anticongelante tal como etilén glicol o propilén glicol. El sistema ilustrado incluye una ensambladura valvular 65 para dirigir el fluido de transferencia de calor calentado el cual es producido por el calentador 54 de tal forma que el calentador puede usarse para proporcionar energía tanto para el calentamiento como para el
acondicionamiento de aire. La ensambladura valvular 65 es operable en al menos un modo de calentamiento y un modo de enfriamiento. En el modo de calentamiento, el fluido de transferencia de calor calentado por el calentador a fuego que emplea combustible 54 es dirigido como fluido de transferencia de calor acondicionado al intercambiador de calor. En el modo de enfriamiento, el fluido de transferencia de calor calentado por el calentador a fuego que emplea combustible 54 alternativamente es dirigido al intervalo predeterminado a los reactores respectivos. En la modalidad ilustrada, la ensambladura valvular 65 comprende una válvula multidireccional localizada en forma adyacente a la salida del calentador a fuego que emplea combustible el cual recibe fluido de transferencia de calor calentado y lo dirige ya sea a la primera, segunda, o tercera trayectoria del fluido de transferencia de calor 58, 60, 62. La ensambladura valvular ilustrada 65 incluye también una segunda válvula multidireccional adyacente a la entrada del calentador a fuego que emplea combustible 54 la cual, mientras que no necesariamente controla la dirección del flujo del fluido de transferencia de calor del calentador 54, interrumpe el reflujo del fluido de transferencia de calor dentro de los reactores 32, 34 durante el calentamiento, y dentro del intercambiador de calor 20 y el reactor de adsorción durante el acondicionamiento de aire.
En los dibujos esquemáticos del sistema auxiliar de calentamiento y aire acondicionado, se ilustran las porciones activas del sistema circulatorio del fluido de transferencia de calor (es decir, aquellas que contienen fluido de circulación) como lineas sólidas dobles con flechas que indican la dirección del flujo, mientras que las porciones inactivas están dibujadas como lineas sencillas sólidas. De manera similar, las porciones activas del sistema circulatorio refrigerante están dibujadas como líneas gruesas convergentes con flecha que indican la dirección del flujo mientras que las porciones inactivas están dibujadas como líneas punteadas. Durante el calentamiento, el fluido de transferencia de calor calentado del pasaje de fluido de transferencia de calor 56 del calentador a fuego que emplea combustible 54 es dirigido al intercambiador de calor 20 en el compartimiento de pasajeros 12 vía el medio de ensambladura valvular 65. Tal como se muestra esquemáticamente en la Figura 2, durante el modo de calentamiento, el fluido de transferencia de calor circula a través de la primera trayectoria del fluido 58 de tal manera que el fluido de transferencia de calor calentado de la primera salida del calentador a fuego que emplea combustible 54 circula a través del intercambiador de calor 20 en el compartimiento de pasajeros. En el intercambiador de calor 20, la energia térmica del fluido de transferencia de calor calentado es transferido al compartimiento de pasajeros vía el ventilador 24. Durante ei modo de calentamiento, el refrigerante en el circuito refrigerante 30 no circula y se interrumpe o se suspende la segunda y tercera trayectorias de fluido de transferencia de calor 60, 62 las cuales circulan fluido de transferencia de calor del calentador 54 a través del primero y segundo reactores 32, 34 respectivamente. Durante el acondicionamiento de aire, se interrumpe la primera trayectoria de fluido de transferencia de calor 58 la cual circula fluido de transferencia de calor calentado a través del intercambiador de calor 20 y el fluido de transferencia de calor calentado del calentador 54 alternativamente se circula via el medio de ensambladura valvular 65 a través del primero y segundo reactores 32, 34 calentando un reactor mientras el otro se enfria. La Figura 3 ilustra esquemáticamente el flujo del fluido de transferencia de calor y el flujo del refrigerante durante la mitad del ciclo en donde el primer reactor 32 es calentado y el segundo reactor 34 es enfriado. De manera similar, la Figura 4 ilustra esquemáticamente el flujo del fluido de transferencia de calor y el flujo del refrigerante durante la mitad del ciclo en donde el segundo reactor 34 es calentado y el primer reactor 32 se está enfriando.
Con referencia a la Figura 3, la ensambladura valvular 65 dirige fluido de transferencia de calor para que circule en la segunda trayectoria de fluido de transferencia de calor 60 que interconecta el calentador a fuego que emplea combustible 54 y el primer reactor 32 mientras que las trayectorias de fluido de transferencia de calor 58, 62 se interrumpen o se suspenden. Durante la mitad del ciclo del modo de enfriamiento ilustrado en la Figura 3, las válvulas de retención 42 y 48 están abiertas y las válvulas de retención 44 y 46 están cerradas. Al circular el fluido de transferencia de calor calentado a través del pasaje del fluido de transferencia de calor 50 en el primer lecho del reactor 32 por medio de la bomba 64 la energia térmica en el fluido es transferida a la composición del sorbente en el reactor. Al calentarse la composición del sorbente, la presión de vapor de la composición del sorbente aumenta hasta que es mayor que la presión del condensador, en cuyo momento la composición del sorbente comienza a desorber vapor refrigerante al condensador vía el circuito refrigerante 30. Mientras se calienta el primer reactor 32 para la desorción de refrigerante, el segundo reactor 34 se enfria desde una temperatura elevada. Al enfriarse el segundo reactor 34, el sorbente en éste absorbe continuamente vapor refrigerante del circuito refrigerante 30. La acción combinada del primer reactor 32 que desorbe o
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* empuja" refrigerante dentro del circuito refrigerante 30 y el segundo reactor 34 que adsorbe o ,jala" refrigerante del circuito refrigerante 30 dirige el refrigerante alrededor del circuito refrigerante 30 sin necesidad de un compresor mecánico. El vapor refrigerante que se desorbe por el primer reactor 32 se condensa primero en el condensador 36 y posteriormente se vaporiza en el evaporador 40. Finalmente, el vapor refrigerante es absorbido por el segundo reactor 34. Un dispositivo de flujo tal como una válvula de expansión 38 está dispuesta entre el condensador 36 y el evaporador "40 para disminuir la presión del líquido refrigerante el cual entra al evaporador 40 con el objeto de cambiar el punto de saturación del refrigerante. El evaporador 40 cuenta con tubería por medio de la trayectoria
68 para suministrar fluido de transferencia de calor enfriado al intercambiador de calor 20 durante el modo de acondicionamiento de aire. La energía de enfriamiento generada por la circulación del refrigerante a través del evaporador 40 durante el modo de enfriamiento se usa para enfriar el fluido de transferencia de calor que circula en la trayectoria 68 que conecta al evaporador 40 y el intercambiador de calor 20. La trayectoria 68 incluye una bomba 70 la cual dirige el fluido de transferencia de calor a través de la trayectoria. Además, la trayectoria 68
U aH M!.. ¡S^Étt *»* incluye una válvula de retención 72 la cual está adaptada para interrumpir o suspender la trayectoria 68 durante el modo de calentamiento. Para mejorar adicionalmente el desempeño y eficiencia del sistema sorbedor de enfriamiento, el sistema incluye preferentemente un subenfriador 66 dispuesto en el circuito refrigerante para intercambiar energia térmica entre el refrigerante liquido más caliente dirigido al evaporador y el vapor refrigerante más frió que abandona el evaporador, disminuyendo así la temperatura del refrigerante antes de que entre al evaporador y calentando el refrigerante antes de que alcance el reactor adsorbente. Además, el sistema sorbedor de enfriamiento incluye preferentemente un tanque de refrigerante 74 para el almacenamiento de cualquier refrigerante adicional que se necesite para la operación del sistema . La absorción de refrigerante del circuito refrigerante 30 a través del reactor de adsorción produce calor. Con el objeto de mejorar el desempeño del sistema, el sistema incluye un circuito refrigerante secundario el cual recircula una porción de refrigerante del circuito refrigerante a través del reactor de enfriamiento con el objeto de remover este calor. Más específicamente, el aparato preferido utiliza una porción del refrigerante condensado para el enfriamiento del reactor de adsorción.
Así, en la operación del sistema, el refrigerante condensado es dirigido a la sección de transferencia de calor de un reactor en el cual se termina el ciclo de desorción y en el cual comienza el ciclo de adsorción. Tubos o tubería en la sección de transferencia de calor del reactor están en comunicación de transferencia de calor con el sorbente. El refrigerante condensado dirigido dentro de los tubos de transferencia de calor se evapora enfriando de esta manera los tubos, los cuales a su vez enfrian el sorbente cerca de la temperatura ambiente con lo cual la presión de vapor del sorbente cae por abajo de la presión del evaporador. La baja presión resultante arrastra vapor refrigerante dentro del reactor desde el evaporador y comienza la absorción. Tal como se muestra en las Figuras 3 y 4, el sistema sorbedor de enfriamiento está provisto con una válvula de control de recirculación 78 corriente abajo en el circuito refrigerante desde el condensador 36 la cual controla la recirculación del refrigerante a través de un circuito refrigerante secundario 80 que incluye ambos reactores. Como se muestra en la Figura 3, durante el ciclo del modo de enfriamiento en donde el primer reactor se calienta, una porción del refrigerante que circula en el circuito refrigerante es desviado al circuito refrigerante secundario 80 por medio de la válvula de control 78 y a través de la línea 88 al segundo reactor 34. Con el objeto de permitir el paso del refrigerante recirculado, cada uno de los reactores 32, 34 puede estar equipado con pasajes 86, 88 para la circulación de refrigerante. El refrigerante recirculado que fluye a través de la línea 84 y a través del pasaje 88 en el segundo rector 34 absorbe calor del material sorbente asegurando así que el reactor enfría apropiadamente, y absorbiendo de esta manera, refrigerante con mayor eficiencia. Ejemplos de reacciones de transferencia de calor en el reactor se describen en las patentes estadounidenses antes mencionadas 5,441,716 y 5,447,706. La operación con los componentes y método del sistema para dirigir y usar una porción del refrigerante condensado para el enfriamiento de un reactor de adsorción también se describe en 5,447,706. Como un alternativa al uso de refrigerante condensado para el enfriamiento del reactor de adsorción, el aparato y sistema puede usar en su lugar fluido de transferencia de calor o refrigerante que tiene un cambio de fase de líquido a gas a la temperatura o por debajo de la temperatura del reactor de adsorción, también descrito en 5,447,706. También pueden usarse otros métodos para la remoción de calor del reactor de adsorción, incluyendo la remoción de calor mediante convección introduciendo flujo de aire a través del reactor. Después de que ha operado la mitad del ciclo ilustrado en la Figura 3 para el intervalo predeterminado, entonces la
Í **Í.SÍ.iÍ á*ÍrÍíA*Í.rí,-í. &í tm-*.mmm l ' :*:'.£-**.. **r¿&m fcfaaU J .m*A¡á mitad del ciclo del modo de enfriamiento se inicia mediante el cambio de temperatura en los dos reactores. Esto se logra dirigiendo el flujo del fluido de transferencia de calor calentado del calentador 54 via la ensambladura valvular 65 a través de la tercera trayectoria de fluido de transferencia de calor 62 la cual interconecta el calentador 54 y el segundo reactor 34, como se muestra en la Figura 4. El cambio de temperatura de los lechos invierte los papales del primero y segundo reactores 32, 34. De esta forma, cuando el segundo reactor 34 calienta desorbe vapor refrigerante en el circuito refrigerante 30 y cuando el primer reactor 32 enfria absorbe vapor refrigerante del circuito refrigerante 30. Durante esta mitad del ciclo las válvulas de retención 44 y 46 abren y las válvulas de retención 42 y 48 cierran. Como con la mitad del ciclo ilustrado en la Figura 3, el fluido de transferencia de calor se hace circular entre el evaporador 40 y el intercambiador de calor 20 via la trayectoria secundaria del fluido de transferencia de calor 68 con el objeto de permitir que el intercambiador de calor 20 suministre aire frió al compartimiento de pasajeros 12 del vehículo. Además, como en la mitad del ciclo ilustrada en la Figura 3 y descrita anteriormente, se puede recircular una porción del refrigerante en el circuito de refrigerante primario 30 a través del pasaje del refrigerante 86 en el primer reactor
34 dirigiendo refrigerante a través de la línea 82 vía la válvula de control 78. En una modalidad adicional de la presente invención, el sistema auxiliar de calentamiento y aire acondicionado puede usarse para precalentar el motor del automóvil. Como se ilustra esquemáticamente en la Figura 5, el medio valvular 65 incluye un modo de precalentamiento en donde el fluido de transferencia de calor calentado del calentador 54 es dirigido a través de una cuarta trayectoria 90 en el sistema circulatorio del fluido de transferencia de calor la cual interconecta el calentador a fuego que emplea combustible 54 con el sistema de enfriamiento 92 del motor del vehiculo. Tal como puede entenderse de lo anterior, aquellos expertos en la técnica podrán apreciar que la ensambladura valvular 65 no se limita a las válvulas multidireccionales ilustradas en la entrada y la salida del calentador a fuego que emplea combustible 54. Por ejemplo, la ensambladura valvular 65 podria comprender al menos tres válvulas de control separadas con al menos una válvula localizada en cada una de las tres trayectorias de fluido 58, 60, 62 de tal manera que podrían dirigir el flujo del fluido de transferencia de calor calentado del calentador 54 dentro de las trayectorias apropiadas como se muestra esquemáticamente en la Figura 6 (que ilustra el modo de calentamiento) . Adicionalmente, las válvulas de retención podrían proveerse
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en cada una de las trayectorias del fluido de transferencia de calor adyacente al punto en el que vuelven a ingresar al calentador con el objeto de interrumpir el reflujo del fluido de transferencia de calor dentro de las trayectorias apropiadas cuando no están en uso. La Figura 7 ilustra una modalidad alternativa de un sistema de dos sorbedores de la invención que usa un circuito de transferencia de calor separado para dirigir un fluido de transferencia de calor a través de cada uno de los reactores para llevar a cabo la desorción y absorción. El sistema mostrado incluye un serpentín intercambiador de calor interior 114 localizado en el interior del área de pasajeros de un automóvil y un condensador 116 se localiza fuera del área de pasajeros. También, un evaporador 112 se localiza fuera del área de pasajeros, transfiere energía térmica entre el serpentín de refrigerante 117 y el serpentín de fluido de transferencia de calor 119. Un tanque 120 contiene refrigerante condensado (amoniaco u otro gas polar refrigerante) del condensador 116. Un circuito de fluido hidrónico 134, el cual puede incluir una bomba (no mostrada) , dirige fluido de transferencia de calor, tal como etilén glicol-agua, propilén glicol-agua u otro fluido apropiado entre el intercambiador de calor 112 y el serpentín interior 114. Los reactores 102 y 104 tienen cada uno un circuito de transferencia de calor 122 y 124,
respectivamente, a través del cual se circula fluido de transferencia de calor calentado para el calentamiento del sorbente para extraer refrigerante durante la desorción y a través del cual el fluido de transferencia de calor enfriado es dirigido para iniciar y mantener la absorción durante lo cual se rechaza el calor de absorción. Los circuitos de transferencia de calor se proveen con válvulas de cuatro vías 128 y 130 para cambiar el camino del fluido para las respectivas funciones de desorción y de absorción. Por ejemplo, el fluido de transferencia de calor calentado del calentador a fuego que emplea combustible 110 es dirigido vía el circuito de transferencia de calor 122 a través de la sección de transferencia de calor del reactor 102 para la desorción del refrigerante del compuesto complejo mientras que, al mismo tiempo, el fluido de transferencia de calor enfriado a través del serpentín exterior 118 enfria el sorbente en el reactor 104 para iniciar la absorción con el flujo continuado del fluido de transferencia de calor enfriado que rechaza el calor de absorción en el reactor durante el ciclo de absorción. Las bombas 106 y 107 cooperan con el circuito del fluido de transferencia de calor 126. El circuito refrigerante 113 dirige el vapor refrigerante del reactor de desorción al condensador 116 y de ahí al tanque 120. El sistema mostrado incluye también un número de válvulas las cuales operan selectivamente para dirigir el
•**.*..m.Á*¿.. -wk-i .¡iim> *. .. ,..- - .,* - fluido de transferencia de calor entre el circuito del fluido de transferencia de calor 126 y un circuito de fluido hidrónico 134. Asi, un fluido común de transferencia de calor anticongelante de motor glicol-agua puede usarse convenientemente en el sistema. En un modo de enfriamiento, el refrigerante condensado del tanque 120 se vaporiza en el evaporador 112 y el enfriamiento producido se transfiere al serpentín interno 114 vía el circuito hidrónico 134. El refrigerante evaporado es dirigido a un reactor de adsorción via el conducto 108. Las válvulas de una via 103, 105, 109 y 111 coopera con el circuito refrigerante y conductos para dirigir refrigerante vaporizado hacia y desde los reactores respectivos. En la modalidad ilustrada, las múltiples válvulas de dos vías se pueden sustituir por las válvulas de cuatro vias mostradas. El circuito refrigerante también incluye una válvula de solenoide 135 y una válvula de expansión térmica (TXV) 137 junto con el circuito refrigerante entre el tanque 120 y el evaporador 112. Para el calentamiento del área de pasajeros del vehículo, es decir, una cabina de camión para dormir, se circula fluido de transferencia de calor del calentador a fuego que emplea combustible 110 vía los conductos 131 y 133 hacia y desde el serpentín interior 114. También se proveen conexiones opcionales 132, 123 para el precalentamiento del motor con fluido de transferencia de calor del calentador a fuego que
Ha ¿.A*. md«t-. ^ emplea combustible 110. El calentador puede operar por medio de combustible diesel, gasolina, propano, gas natural, etc. Alternativamente, puede usarse calentamiento eléctrico.
Con el objeto de facilitar la instalación, reparación, y reemplazo, cualquiera de los sistemas de calentamiento y aire acondicionado de la presente invención puede tener un diseño modular. Por ejemplo, el sistema sorbedor de enfriamiento y el calentador a fuego que emplea combustible
54 mostrado en las Figuras 2 a 4 se localizan en un módulo auxiliar de calentamiento y aire acondicionado 96 que esté montado en el exterior del vehiculo tal como se muestra en la Figura 1. El módulo 96 está interconectado con el intercambiador de calor 20 en el compartimiento de pasajeros
12 via los sistemas primario y secundario circulatorios de fluido de transferencia de calor. También como se muestra en la Figura 1, el módulo 96 puede estar substancialmente en forma de una envolvente rectangular la cual puede montarse fácilmente a la estructura del vehiculo tráiler tractor 10 justo detrás del área de dormir 16 de la cabina. Si el sistema se diseña con las características dadas en el ejemplo descrito anteriormente, el sistema puede estar contenido en un módulo que no es mayor que 5 pies cúbicos. Además de la posición mostrada en la Figura 1, el módulo 96 podria localizarse también justo detrás del área de dormir 16 en el lado opuesto de la estructura o podría montarse en el exterior de la pared trasera del compartimiento de pasajeros 12. Debido - a que el sistema de calentamiento y aire acondicionado se localiza principalmente fuera dei compartimiento de pasajeros 12 del vehiculo, se puede acceder al sistema para reparaciones de manera muy sencilla sin tener que entrar al vehiculo o abrir el compartimiento del motor. El diseño modular y la localización exterior también hace más fácil la readaptación de camiones existentes con el sistema debido a que no tiene que hacerse espacio dentro de los compartimientos de pasajeros o del motor. De manera similar, el diseño modular del sistema hace fácil el reemplazo con otro sistema cuando el sistema debe ser reparado. Además, en oposición a sistemas auxiliares de calentamiento y aire acondicionado que tienen componentes significativos conectados al motor, conectados al sistema principal de aire acondicionado, o localizados en el compartimiento del motor, la localización exterior del módulo 96 evita la posibilidad de cualquier interferencia con la operación normal del vehículo. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
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Claims (1)
- REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones. 1. Un sistema auxiliar activo de calentamiento y aire acondicionado para un área de pasajeros de un automóvil que comprende: un mtercambiador de calor en el área de pasajeros con tubería para la recepción de fluido de transferencia de calor acondicionado, un circuito refrigerante que incluye un evaporador y un condensador con tubería para suministrar fluido de transferencia de calor acondicionado al mtercambiador de calor durante el acondicionamiento de aire; un calentador a fuego que emplea combustible fuera del área de pasajeros para el calentamiento de fluido de transferencia de calor, y una ensambladura valvular que comprende una o más válvulas para dirigir el fluido de transferencia de calor calentado por el calentador a fuego que emplea combustible y que tiene una pluralidad de modos incluyendo un modo de calentamiento en donde el fluido de transferencia de calor calentado es dirigido al intercambiador de calor, y un modo de enfriamiento en donde el fluido de transferencia de calor es dirigido a reactores, el sistema caracterizado por un sistema de sorción de enfriamiento localizado fuera del área de pasajeros y que tiene un primero y segundo reactores, cada uno de los reactores comprende superficies de intercambio de calor que tienen un espacio entre al menos una porción de las superficies de intercambio de calor substancialmente llenas con una composición de sorbente/substrato que comprende un material substrato inerte a un gas polar y que incorpora un sal metálica o mezclas de dos o más de éstas o un compuesto complejo formado por la absorción de un gas polar sobre una sal metálica, dicha sal metálica comprende un haluro, nitrato, nitrito, oxalato, perclorato, sulfato o sulfito de un metal alcalino, metal alcalinotérreo, metal de transición, zinc, cadmio, estaño o aluminio, o borofluoruro de sodio o un doble haluro metálico, los reactores cuentan con una sección de transferencia de calor para exponer térmicamente un fluido de transferencia de calor y/o un refrigerante de gas polar condensado en comunicación de intercambio de calor con dicha sal metálica o dicho compuesto complejo. 2. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque el material substrato comprende estopa, cuerda, fieltro o tela. 3. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material substrato tiene una porosidad entre aproximadamente 50% y aproximadamente 98;- antes de la incorporación de la sal metálica. . Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la sal metálica o compuesto complejo comprende al menos 50%, en volumen, de dicha composición de sorbente/substrato. 5. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la sal metálica o compuesto complejo comprende al menos 85%, en volumen de dicha composición de sorbente/substrato. 6. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque el gas polar es agua, una amina, un alcohol o amoniaco. 7. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque dicha sal es una mezcla de sales de metal alcalino, alcalinotérreo, o de transición. 8. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque comprende un intercambiador de calor de tubo de aletas o de placa. 9. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque tiene una longitud de trayectoria de difusión de masa de 15 mm o menos. 10. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque tiene una longitud de trayectoria de difusión térmica de 4 mm o menos. 11. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material substrato comprende fibra de vidrio. 12. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material substrato comprende sulfuro de polifenileno. 13. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el material substrato comprende una poliamida aromática o nailon. 14. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque el automóvil tiene un sistema de enfriamiento del motor para la recepción de fluido de transferencia de calor y el medio valvular incluye adicionalmente un modo de precalentamiento del motor en donde el fluido de transferencia de calor del calentador a fuego que emplea combustible es dirigido al sistema de enfriamiento del motor de automóvil. 15. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porgue el sistema sorbedor de enfriamiento y el calentador a fuego que emplea combustible están dispuestos en un módulo auxiliar de calentamiento y aire acondicionado montado en el exterior del automóvil. ^ *t üiftAl £ ¿ kafl 16. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque el calentador es calentado a fuego mediante combustible diesel, propano o gasolina. 17. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque el circuito refrigerante incluye una trayectoria de refrigerante secundaria para dirigir refrigerante de gas polar condensado a través de la sección de transferencia de calor de un reactor de adsorción para la remoción de calor de éste. 18. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque el calentador a fuego que emplea combustible y los lechos del sorbedor son capaces de proveer al compartimiento de pasajeros con al menos 2000 Btu/hr de energía de aire acondicionado y más de 4000 Btu/hr de energía de calentamiento. 19. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 18, caracterizado porque el refrigerante polar es amoniaco, el fluido de transferencia de calor es refrigerante de motor y el calentador tiene suficiente capacidad térmica para calentar el fluido de transferencia de calor a aproximadamente 270 F (132.2°C) y produce al menos 7500 BTU/hr de energia de calentamiento. 20. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 19, caracterizado porque el calentador a fuego que emplea combustible y el sistema de enfriamiento del reactor que incluye los dos reactores están dispuestos en una envolvente montada en la estructura del automóvil. 21. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado porque el medio valvular incluye una válvula mult-idireccional controlable para dirigir el fluido de transferencia de calor calentado por el calentador a fuego que emplea combustible. 22. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 21, caracterizado porque el medio valvular incluye adicionalmente una válvula para interrumpir el reflujo del fluido de transferencia de calor a los reactores en el modo de calentamiento y al intercambiador de calor y el lecho del reactor de adsorción en el modo de enfriamiento. 23. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque incluye: un sistema circulatorio de fluido de transferencia de calor el cual circula selectivamente fluido de transferencia de calor calentado del calentador a fuego que emplea combustible al intercambiador de calor, al primer reactor, o al segundo reactor, y en donde la ensambladura valvular comprende una o más válvulas para dirigir el fluido de transferencia de calor calentado del calentador a fuego que emplea combustible a través del intercambiador de calor en un modo de calentamiento, y del calentador a fuego que emplea A&?MmAJmiidt * ^ combustible a la sección de transferencia de calor de dichos reactores para llevar a cabo ahí la desorción en un modo de enfriamiento, y en donde el sistema de sorción de enfriamiento se localiza en un módulo auxiliar de calentamiento y aire acondicionado montado en el exterior del automóvil y que tiene un circuito refrigerante que incluye un evaporador con tubería para suministrar fluido de transferencia de calor al intercambiador de calor durante el enfriamiento. 24. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 23, caracterizado porque el automóvil tiene un sistema de enfriamiento del motor interconectado con el sistema circulatorio de fluido de transferencia de calor y en donde la ensambladura valvular incluye un modo de precalentamiento del motor en el cual el fluido de transferencia de calor del calentador a fuego que emplea combustible es dirigido al sistema de enfriamiento del motor del automóvil. 25. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 23, caracterizado porque la tubería entre el evaporador y el intercambiador de calor incluye una válvula de retención para interrumpir ahí el flujo de fluido durante el modo de calentamiento . 26. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 23, caracterizado porque el circuito refrigerante incluye una trayectoria secundaria de refrigerante para dirigir ífllrt -i - . mmaáámmmmí?t?iáiá tfK^és^?bmr..*, . . * ..***£*,**..< .*-.i.*m*,- „ .- -.:,-.>.. *:*.. *-l*r t ?.*kJ refrigerante de gas polar condensado a través de la sección de transferencia de calor del reactor de absorción para la remoción de calor de éste. 27. Un sistema de conformidad con la Reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque incluye: un circuito de transferencia de calor hidrónico entre dicho evaporador y dicho intercambiador de calor. ími.il l.., ¿ . imAmtJm.*m* *r...
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