ES1070258U - Acumulador compacto para sistemas multiconsumo. - Google Patents

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1. Acumulador (1) compacto para sistemas multiconsumo, que suministra un fluido caliente a una pluralidad de consumidores (7), caracterizado porque comprende una cuba (2), que tiene una conexión de entrada (2a) y una conexión de salida (2b) de un fluido caloportador, dentro cuya cuba (2) se extiende una pluralidad de depósitos (3) individuales, cada uno de los cuales tiene una conexión de entrada (3a) y una conexión de salida (3b) de la cuba (2), y estando los depósitos (3) individuales fabricados de un material que favorece el intercambio térmico. 2. Acumulador (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde la cuba (2) tiene forma paralelepipédica o cilíndrica. 3. Acumulador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la cuba (2) es de metal u hormigón. 4. Acumulador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los depósitos (3) individuales se extienden verticalmente en el interior de la cuba (2). 5. Acumulador (1) de acuerdocon la reivindicación 4, donde los depósitos (3) individuales son paralelos. 6. Acumulador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los depósitos (3) individuales son de uno de los materiales de la siguiente lista: cobre, acero inoxidable y acero esmaltado. 7. Acumulador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende medios para provocar la circulación de un fluido caloportador en el interior de la cuba (2).

Description

Acumulador compacto para sistemas multiconsumo.
Objeto de la invención
La presente invención está dirigida a un novedoso acumulador que permite proporcionar un fluido caliente a un grupo de consumidores empleando la energía proporcionada por una fuente de calor. Este acumulador permite conseguir una mayor eficiencia energética, una mayor simplicidad de instalación, un menor precio, así como un consumo de fluido individualizado para cada usuario.
Otro objeto de la invención es una instalación para proporcionar agua caliente sanitaria a una pluralidad de consumidores empleando el acumulador de la invención.
Antecedentes de la invención
Actualmente, la implantación de sistemas solares térmicos en edificios de viviendas para dar cobertura a una parte de la producción de agua caliente sanitaria (ACS) es una práctica generalizada en casi todos los países de la Unión Europea, en algunos casos incluso obligatorio. Los esquemas empleados habitualmente son los siguientes:
- Instalación solar centralizada
En este sistema comprende unos paneles solares y un acumulador comunes a todas las viviendas. El acumulador empleado almacena directamente agua de consumo y requiere de una entrada de agua específica con su correspondiente contador general. Además, aunque cada vivienda recibe el agua caliente de dicho acumulador, el agua fría llega directamente desde el exterior a través un contador de agua individual. Por lo tanto, con este sistema se precisan dos contadores por vivienda: uno para agua caliente y otro para agua fría.
- Instalación solar con acumulación distribuida
Este esquema está basado en unos paneles solares comunes que calientan el agua de un conjunto de acumuladores, uno por vivienda, donde el agua de consumo de cada acumulador se obtiene de la entrada de agua fría individual, para cada usuario, al edificio. La ventaja principal de este sistema es que sólo se requiere de un contador de agua por vivienda. Este sistema, sin embargo, tiene la desventaja de la complejidad del circuito hidráulico de calentamiento, ya que hay que tener precaución con el equilibrado de los circuitos, bolsas de aire, etc. Además, el coste es mayor y el circuito de calentamiento se extendería por todo el edificio, afectando al sistema completo cualquier incidencia en alguna zona puntual.
Empleando este mismo esquema, se podría reducir el tamaño de los acumuladores instalados en cada vivienda utilizando un acumulador de cabecera de gran volumen, aunque esta posibilidad encarece aún más la instalación.
- Instalación solar con acumulación de inercia e intercambiadores de calor
Una última posibilidad es un esquema que comprende un conjunto de paneles solares comunes, un acumulador de inercia común y un intercambiador de calor por vivienda. Este esquema tiene la ventaja de que el espacio ocupado dentro de las viviendas por el intercambiador de calor es menor que en el caso anterior, pero en cambio cuando el número de viviendas es elevado, requiere caudales de circulación muy altos para alimentar a todas las viviendas, lo cual implica tuberías de gran diámetro y bombas de mucha potencia, incluso si la demanda de ACS es baja.
Descripción de la invención
Los problemas anteriores se resuelven mediante el acumulador compacto de la invención, que sirve para proporcionar un fluido caliente a una pluralidad de consumidores de un edificio. En el presente documento, el término "consumidor" pretende hacer referencia a viviendas, comercios, oficinas, y en general cualquier consumidor de un fluido caliente, normalmente agua de consumo. Por otro lado, el término "edificio" hace referencia a cualquier tipo de edificación que aloje a un conjunto de consumidores, desde edificios de viviendas hasta oficinas, fábricas, hospitales, etc.
El acumulador de la invención comprende una cuba, preferentemente de forma paralelepipédica o cilíndrica, que comprende un par de conexiones de entrada y salida para la conexión de paneles solares térmicos u otro medio de calentamiento. Dentro de la cuba se extiende una pluralidad de depósitos individuales que tienen respectivamente una conexión de entrada y una conexión de salida de la cuba, cada uno de los cuales sirve para almacenar y calentar el fluido de uno de los consumidores. En realizaciones preferidas de la invención, los depósitos individuales se extienden verticalmente, en paralelo o al tresbolillo, desde la base hasta la parte superior de la cuba, con el objeto de favorecer la estratificación de las temperaturas. Sin embargo, serían posibles otras configuraciones diferentes.
La cuba puede estar fabricada en de material metálico o bien de un material de obra habitual, como por ejemplo el hormigón, facilitándose así su fabricación in situ durante la propia construcción del edificio. Los depósitos individuales, por otro lado, están fabricados de un material que favorezca el intercambio térmico y sea compatible con el fluido a
suministrar a los consumidores. Ejemplos de materiales adecuados son cobre, acero inoxidable, acero esmaltado, etc.
Así, en funcionamiento, la cuba del acumulador de la invención está llena de un fluido caloportador, preferentemente agua, que es calentado gracias a un medio de calentamiento. La cuba puede estar a presión (circuito cerrado) o bien a presión atmosférica (circuito abierto). Los depósitos individuales, a su vez, tienen sus respectivas conexiones de entrada conectadas a una red del fluido a suministrar a los consumidores, mientras que sus conexiones de salida están conectadas a los consumidores. Al estar estos depósitos individuales, diseñados para favorecer el intercambio térmico, inmersos en el fluido caloportador, el fluido de consumo almacenado en cada depósito individual es calentado y queda disponible para el momento en que cada consumidor lo solicite. Además, el acumulador de la invención puede incluir medios para provocar la circulación del fluido caloportador en el interior de la cuba con el objeto de uniformizar su temperatura en todos los puntos.
Como medio de calentamiento se emplean preferentemente paneles solares térmicos. En este caso, el fluido caloportador puede ser calentado directamente por los paneles solares, o bien se puede emplear un intercambiador intermedio entre la cuba y los paneles solares. El uso de un intercambiador intermedio presenta la ventaja de que el líquido que atraviesa las placas solares térmicas es diferente del fluido caloportador, lo cual permite utilizar anticongelantes u otros aditivos que protejan los paneles solares térmicos. Otra opción es emplear fuentes de calor eléctricas, a gas o cualquier otra en general, bien como única fuente de calor o como apoyo de los paneles solares térmicos durante puntas de consumo o en días de poca radiación solar.
Aunque no se describen con detalle en el presente documento, se entiende que el acumulador de la invención comprende además otros elementos habituales en este tipo de dispositivos. Por ejemplo, válvulas en la entrada y salida desde la cuba hacia los paneles solares térmicos, válvulas de retención con vaciado y grupos de seguridad en los depósitos individuales, aislamiento térmico en las conducciones y en el exterior de la cuba para minimizar las pérdidas de calor, etc.
Una gran ventaja del acumulador compacto de la invención es que minimiza las pérdidas energéticas al exterior, ya que las pérdidas a través de las paredes de la cuba son mucho menores que la suma de pérdidas de calor del conjunto de acumuladores individuales utilizados en la técnica anterior. Además, la acumulación de todo el fluido de consumo quedaría centralizada en un solo lugar común, por ejemplo el sótano del edificio, liberando el espacio que ocupaban algunos de los acumuladores de la técnica anterior situados en el interior de las viviendas. Adicionalmente, el diseño del acumulador es mucho más simple, lo cual conlleva un gran ahorro en material y mano de obra. También se evitan los problemas de mantenimiento derivados de válvulas de equilibrado, purgadores, válvulas de 3 vías, termostatos o controles diferenciales, habituales en los sistemas anteriores pero innecesarios con el acumulador de la invención.
Así, se puede definir una instalación de suministro de agua caliente sanitaria que comprende el acumulador compacto para sistemas multiconsumo descrito, donde las conexiones de entrada y salida de la cuba están conectadas a unos medios de calentamiento, las conexiones de entrada de los depósitos individuales están conectadas a una red de agua de consumo y las conexiones de salida están conectadas a los consumidores. Como se ha mencionado anteriormente, los medios de calentamiento pueden ser paneles solares, conectados directa o indirectamente a la cuba. Una instalación de este tipo sólo requiere un contador de agua de consumo por consumidor, a diferencia de algunos sistemas de la técnica anterior que requieren contadores diferentes para el agua de consumo fría y caliente.
Esta instalación comprendería además una conexión de recirculación de agua caliente de consumo entre la toma de agua caliente de cada consumidor y cada depósito individual. Esta conexión, que como es obvio comprende también una bomba de recirculación, permite hacer circular el agua caliente almacenada en los depósitos individuales por las conducciones que la transmiten a cada consumidor, con lo que se mantienen dichas conducciones calientes y se evitan pérdidas de temperatura. Esta conexión de recirculación se puede disponer de tres modos: bien conectada antes de conexión de entrada de los depósitos individuales, bien conectada al principio de los depósitos, o bien conectada a un punto intermedio de los depósitos.
Como ventaja adicional, el uso de una conexión de recirculación permitiría evitar la necesidad de un aerotermo para disipar excedentes de calor en las placas solares, por ejemplo en verano o en momentos de bajo consumo, ya que este calor se disiparía en dichas tuberías de recirculación.
Por último, en otra realización preferida de la invención los depósitos individuales son simples ensanchamientos de las tuberías de entrada de la red de agua de consumo, lo cual simplifica y abarata su construcción.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 muestra una vista en planta de un ejemplo de acumulador compacto para sistemas multiconsumo de acuerdo con la invención.
La Fig. 2 muestra un esquema de instalación de acuerdo con la invención.
Las Figs. 3a, 3b y 3c muestran sendos modos de conectar un lazo de recirculación a un depósito individual del acumulador de la invención.
Realización preferente de la invención
A continuación se describe un ejemplo de acumulador compacto para sistemas multiconsumo de acuerdo con la invención, así como un ejemplo de instalación para suministro de agua caliente sanitaria (ACS) que hace uso del acumulador, haciendo referencia a las figuras adjuntas.
La Fig. 1 muestra una planta del acumulador compacto (1) de la invención, donde se aprecia una cuba (2) paralelepipédica en el interior de la cual se extiende un conjunto de depósitos (3) individuales dispuestos verticalmente. También se aprecian unas conexiones (2a, 2b) de entrada y salida del fluido caloportador. Aunque no se aprecia en la Fig. 1, cada depósito (3) individual comprende además una conexión de entrada (3a) y una conexión de salida (3b). Estas conexiones de entrada (3a) y salida (3b) de los depósitos (3) individuales podrían estar todas dispuestas en un único lado de la cuba (2), con el objeto de facilitar y agrupar la conexión o desconexión por motivos de mantenimiento o reparación, aunque serían posibles otras configuraciones.
El acumulador (1) de este ejemplo está específicamente diseñado para 23 consumidores, siendo las dimensiones de la cuba (2) de 3 metros de longitud por 1,5 metro de anchura y 1 metro de profundidad, mientras que los depósitos (3) individuales tienen 0,3 metros de diámetro. En estas condiciones, el volumen de fluido de consumo almacenado en cada depósito (3) individual sería de unos 70 litros. Sin embargo, se entiende que las dimensiones, volúmenes y número de depósitos (3) individuales son variables dependiendo de cada aplicación concreta.
En segundo lugar, la Fig. 2 muestra un ejemplo de instalación para el suministro de agua caliente sanitaria empleando un acumulador (1) compacto de acuerdo con la invención, donde el acumulador (1) se muestra ya conectado a los diferentes elementos de una instalación de suministro de ACS. La cuba (2), por medio de sus conexiones (2a, 2b) de entrada y salida, está conectada a unos paneles (4) solares térmicos. En este ejemplo, se emplea un intercambiador (5) intermedio, por lo que el líquido que atraviesa los paneles (4) solares puede ser diferente del fluido caloportador que contiene la cuba (2).
A su vez, los depósitos (3) individuales están conectados, a través de su conexión (3a) de entrada, con una red (6) externa de agua de consumo, y, a través de su conexión (3b) de salida, con la toma de agua caliente sanitaria (7a) de cada consumidor (7). Cada consumidor (7) recibe también agua de consumo fría directamente de la red (6) externa a través de la correspondiente toma de agua fría (7b). En este ejemplo, cada consumidor (7) es una vivienda, aunque según se ha descrito previamente en el presente documento podría tratarse de oficinas, comercios, etc. Este ejemplo muestra también unos medios de calentamiento (7c) de apoyo en cada consumidor (7), por ejemplo un termo eléctrico, que podrían funcionar por la noche o durante picos de consumo en caso de que el agua caliente sanitaria procedente de los depósitos (3) individuales no tuviese la temperatura suficiente.
Otra opción descrita es añadir sendos lazos (8) de recirculación de agua caliente sanitaria en las conducciones entre cada depósito (3) individual y la toma (7a) de agua caliente de cada consumidor (7). Estos lazos (8) de recirculación, dotados de las válvulas y bombas necesarias, servirían para calentar dichas conducciones y evitar pérdidas de temperatura en el trayecto del agua caliente sanitaria desde el acumulador (1) de la invención hasta los consumidores (7). Además, las bombas de recirculación podrían estar temporizadas, funcionando sólo en momentos determinados, por ejemplo para disipar excesos de calor en los paneles (4) solares térmicos durante el día o en momentos de bajo consumo.
Las Figs. 3a, 3b y 3c muestran respectivamente tres modos de conexión de dicho lazo (8) de recirculación con los depósitos (3) individuales:
Fig. 3a: antes de la entrada (3a) al depósito (3);
Fig. 3b: en un punto intermedio del depósito (3);
Fig. 3c: al principio del depósito (3).

Claims (7)

1. Acumulador (1) compacto para sistemas multiconsumo, que suministra un fluido caliente a una pluralidad de consumidores (7), caracterizado porque comprende una cuba (2), que tiene una conexión de entrada (2a) y una conexión de salida (2b) de un fluido caloportador, dentro cuya cuba (2) se extiende una pluralidad de depósitos (3) individuales, cada uno de los cuales tiene una conexión de entrada (3a) y una conexión de salida (3b) de la cuba (2), y estando los depósitos (3) individuales fabricados de un material que favorece el intercambio térmico.
2. Acumulador (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde la cuba (2) tiene forma paralelepipédica o cilíndrica.
3. Acumulador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la cuba (2) es de metal u hormigón.
4. Acumulador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los depósitos (3) individuales se extienden verticalmente en el interior de la cuba (2).
5. Acumulador (1) de acuerdo con la reivindicación 4, donde los depósitos (3) individuales son paralelos.
6. Acumulador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los depósitos (3) individuales son de uno de los materiales de la siguiente lista: cobre, acero inoxidable y acero esmaltado.
7. Acumulador (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende medios para provocar la circulación de un fluido caloportador en el interior de la cuba (2).
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