ES2201799T3 - Aparato de flujo continuo de bajo volumen para el calentamiento de agua potable. - Google Patents

Aparato de flujo continuo de bajo volumen para el calentamiento de agua potable.

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ES2201799T3
ES2201799T3 ES99955689T ES99955689T ES2201799T3 ES 2201799 T3 ES2201799 T3 ES 2201799T3 ES 99955689 T ES99955689 T ES 99955689T ES 99955689 T ES99955689 T ES 99955689T ES 2201799 T3 ES2201799 T3 ES 2201799T3
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Friedrich Feucht
Helmut Weber
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Kelvion Brazed PHE GmbH
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Abstract

Aparato de flujo continuo de pequeño volumen para el calentamiento de agua potable, en particular para instalación en y la interconexión con calentadores de gas de flujo continuo, compuesto de un depósito (1) con conexiones de alimentación de agua fría y salida de agua caliente (2, 3) y con conexiones de salida del agua de calefacción y retorno del agua de calefacción (4, 5), a cuyo fin el depósito (1) está configurado con paredes de separación (6) para formar un cambiador de calor de placas y las paredes de separación (6) limitan alternativamente y consecutivamente intersticios (7, 8) conductores de agua potable y agua de calefacción, caracterizado porque la parte del depósito (1¿) del depósito (1) del lado de salida de la corriente de agua caliente está dimensionada con un volumen más pequeño que la parte del depósito (1¿¿) del depósito (1) del lado de entrada de la corriente de agua fría, porque las conexiones de agua fría y salida de agua caliente (2, 3) y conexiones de salida del aguade calefacción y retorno del agua de calefacción (4, 5) están dispuestas en cada caso en la otra parte del depósito (1¿, 1¿¿), a cuyo fin las paredes de separación (6) dispuestas en la parte del depósito (1¿) más pequeña, considerado desde el punto de vista de la diferencia de las superficies, presentan una transmisión de calor mayor con respecto a las paredes de separación (6) en la otra parte del depósito (1¿¿), y porque los intersticios (7, 8) están unidos entre sí cada uno de tal forma, que en las partes del depósito (1¿, 1¿¿) se da una interconexión en régimen de flujo continuo y / o flujo en contracorriente con respecto a los dos medios de flujo.

Description

Aparato de flujo continuo de bajo volumen para el calentamiento de agua potable.
La invención se refiere a un aparato de flujo continuo de bajo volumen para el calentamiento de agua potable, en particular para la instalación en y para el interconexionado con calentadores de gas de flujo continuo, según el enunciado de la reivindicación 1 de la patente.
Los aparatos de flujo continuo del tipo citado son conocidos por ejemplo de la solicitud WO-A-92/11501, a saber en forma de cambiadores de calor de placas con una configuración orientada en el sentido, de que dos o más de estos cambiadores de calor de placas pueden ser acoplados directamente entre sí al objeto de aumentar la superficie cambiadora de calor. También es conocido, el combinar este tipo de aparatos de flujo continuo con calentadores de gas de flujo continuo (consúltese por ejemplo la patente EP-A-0427121 A2) o interconectar hidráulicamente éstos. El inconveniente en tales calentadores de agua combinados, a los que por regla general se encuentra conectado también un circuito de calefacción, es que tras la toma del relativamente reducido volumen de agua potable almacenado, se observa una "caída" sensible de la temperatura de salida del agua caliente, es decir que en determinadas condiciones de servicio (por ejemplo forma de servicio progresiva - régimen estival) al iniciar la toma no se dispone de la temperatura de agua de calefacción requerida para el calentamiento del agua de uso confortable.
La invención tiene por consiguiente como cometido el crear un aparato de flujo continuo que no presente este inconveniente, es decir que partiendo de un aparato de flujo continuo del tipo inicialmente citado, con una forma de construcción compacta, éste debe ser modificado y mejorado de forma sencilla de tal forma, que la citada "caída" de la temperatura de salida del agua caliente se evite o al menos se disminuya de forma considerable.
Este cometido se resuelve mediante un aparato de flujo continuo del tipo inicialmente citado según la invención por medio de las características reseñadas en la parte distintiva de la reivindicación 1 de la patente. Perfeccionamientos ventajosos resultan según las reivindicaciones subordinadas 2 a 7 de la patente.
Esta configuración según la invención significa, que la parte del depósito del lado de salida de la corriente de agua caliente trabaja con un alto grado de rendimiento en lo que se refiere a la transmisión del calor y la parte del depósito del lado de entrada de la corriente de agua fría como "acumulador" con un grado de rendimiento más bajo, a cuyo fin fundamentalmente con un volumen total hidráulico relativamente pequeño del aparato de flujo continuo el contenido total del lado de agua potable está dimensionado con como máximo 3 litros y distribuido de tal forma, que el "acumulador" puede alojar un volumen de agua potable mayor que la parte del depósito del lado de salida de la corriente de agua caliente. Esta división resulta entonces suficiente, como para puentear el "tiempo muerto" durante la toma que como ya se ha citado, se produce cuando no se encuentra disponible de forma inmediata la temperatura de agua de calefacción requerida.
Esta solución conforme a la invención no se limita por tanto a medidas conocidas desde el punto de vista de la técnica de regulación y mando para la disposición de agua de uso confortable en el sentido anterior (consúltese a este respecto igualmente la patente
EP-A-0427121 A2), sino que se aplica incluso por la configuración correspondiente al propio aparato de flujo continuo, es decir que periódicamente el acumulador mayor desde el punto de vista del volumen se mantiene a la temperatura de disposición por suministro de calor.
El grado de rendimiento elevado en la parte del depósito del lado de salida de la corriente de agua caliente se logra a este fin por una configuración especial de las paredes de separación y con ello la anchura de los intersticios y por otra parte preferentemente en combinación con una conducción en contracorriente en esta parte del depósito, lo que se explica aún con mayor detalle.
Independientemente de la medida de que las conexiones de agua fría y agua caliente citadas y además las conexiones de salida del agua de calefacción y retorno del agua de calefacción han de disponerse "en cada caso en otra parte del depósito", todas estas conexiones se disponen preferentemente en el mismo lado del aparato de flujo continuo, a fin de simplificar su conexión completa.
El aparato de flujo continuo según la invención y sus ventajosas formas de realización y perfeccionamientos preferentes se explican a continuación con mayor detalle por medio de la representación gráfica de ejemplos de realización.
Muestran
La figura 1 en perspectiva y esquemáticamente la división interior del aparato de flujo continuo por medio de paredes de separación inclusive las conducciones de flujo preferentes
La figura 2 esquemáticamente el esquema de interconexión del aparato de flujo continuo en una forma de realización preferente con disposición unilateral de todas las conexiones
La figura 3 en sección una parte del depósito con una forma de realización especial de las paredes de separación
La figura 3A esquemáticamente otra forma de realización de la configuración de los intersticios
La figura 3B en perspectiva la forma de realización preferente de las paredes de separación
La figura 4 en perspectiva el aparato de flujo continuo en una vista exterior, y
La figura 5 el esquema de conexión del aparato de flujo continuo en combinación con un generador de calor y el circuito de calefacción correspondiente.
En las figuras 1 a 5 se definen con los símbolos de referencia correspondientes todos los elementos correspondientes entre sí, es decir el depósito con 1, sus elementos del depósito que lo estructuran con 1', 1'', la conexión de alimentación del agua fría con 2, la conexión de salida del agua caliente con 3 y las conexiones de salida del agua de calefacción y retorno del agua de calefacción con 4 y 5.
En la figura 5 se definen además un generador de calor (calentador de gas de flujo continuo) con WE, el circuito de calefacción conectado a éste con HK y el aparato de flujo continuo como unidad de construcción compacta compuesto de ambas partes del depósito 1', 1'' con DG.
Para todos los ejemplos de realización representados, independientemente de las distintas posibilidades de interconexión representadas resulta esencial, el elemento del depósito 1' del depósito 1 del lado de salida de la corriente de agua caliente se encuentra dimensionado con un volumen menor que la parte del depósito 1'' del depósito 1 del lado de entrada de la corriente de agua fría, que las conexiones de entrada del agua fría y conexiones de salida del agua caliente 2, 3 y conexiones de salida del agua de calefacción y retorno del agua de calefacción 4, 5, se encuentran dispuestas cada una en la otra parte del depósito 1', 1'', a cuyo fin las paredes de separación 6 dispuestas en la parte del depósito 1' más pequeña, considerado desde el punto de vista de la diferencia de las superficies, presentan una transmisión de calor mayor con respecto a las paredes de separación 6 en la otra parte del depósito 1'', y que los intersticios 7, 8 están unidos en cada caso entre sí de tal forma, que en las partes del depósito 1', 1'' se da una interconexión en régimen de flujo continuo y/o en contracorriente con respecto a los dos medios de flujo.
Lo fundamental resulta a este fin también, que bajo consideración de una pérdida de carga superior, las paredes de separación 6 en la parte del depósito menor, considerado desde el punto de vista de la diferencia de las superficies, presentan una transmisión de calor mayor que las de la parte del depósito 1'' más grande.
En la representación esquemática según la figura 1 las paredes de separación 6 se encuentran representadas distanciadas de forma extrema entre sí únicamente por razones de una mayor claridad, es decir que las paredes de separación 6 que limitan los intersticios 7, 8 tienen una distancia del orden de magnitud de tan solo 2-10 mm aproximadamente, en tanto que los intersticios 7, 8 contrariamente a la representación en la figura 1, en la parte del depósito 1' se mantienen más estrechos que en la otra parte del depósito 1''. Además han de imaginarse los intersticios 7, 8 inclusive la cámara de inversión 9 como es natural cerradas hacia fuera, tal y como resulta de la figura 4.
La conducción de agua de calefacción se representa a este fin en línea de trazos y puntos y la conducción de agua potable en línea de trazos y en cada caso mediante flechas de dirección, a cuyo fin, lo que como consecuencia de las flechas indicativas de la dirección no precisa de una explicación más detallada, se trata de la interconexión preferente de los intersticios 7, 8, a saber en régimen de flujo continuo en la parte del depósito 1'' y en régimen de contracorriente en la parte del depósito 1'.
En el esquema de interconexión según la figura 2 el retorno de calefacción HR y la entrada de agua fría KW se encuentran dispuestos del mismo lado que la salida de calefacción HV y salida de agua caliente en el aparato de flujo continuo, a fin de, como se ha citado inicialmente, conseguir posibilidades de conexión más cómodas. Manteniéndonos en el esquema de conexión según la figura 1, sería sin embargo posible también, eventualmente con interconexión de una cámara de inversión adicional, el plegar en cierto modo en 180º la parte del depósito 1'' para con ello situar las conexiones 2 y 5 del mismo lado que las conexiones 3 y 4.
Independientemente del hecho, de que los intersticios 7 u 8 pueden realizarse también por medio de bolsas T (consúltese la figura 3 A), individuales prefabricadas en sí conocidas, entre las que se encuentran en cada caso otros intersticios (canales de rebosamiento o flujo 6'' no representados en la figura 3 A), puede preverse también una forma de realización del aparato de flujo continuo según la figura 3, según la cual las paredes de separación 6 están constituidas en forma de cubetas 6' con canales de rebosamiento 6'' rebordeados, que atraviesan los intersticios 7, 8 y aberturas encajables 6''' enrasadas con éstos en la pared de separación 6 contigua correspondiente y estas paredes de separación 6 con sus bordes de las cubetas 10 apilados están unidos en todos los puntos de unión 13 entre sí estancos al líquido (por ejemplo por soldadura).
Para las paredes de separación 6 ó la configuración de todo el aparato de flujo continuo gozan de preferencia sin embargo las paredes de separación 6 según la figura 3 B, en sí conocidas, bajo consideración de la forma de construcción compacta y que bajo las estrechas condiciones de instalación en un calentador de gas de flujo continuo adquieren aquí especial importancia. Según esto las paredes de separación 6 están constituidas igualmente en forma de cubetas 6' y equipadas con superficies de conexión 11 estampadas orientadas cada una en sentido opuesto y libres de estampación en la zona de sus aberturas de rebosamiento 10, a cuyo fin también en este caso todos los puntos de unión 13 pueden estar unidos entre sí estancos al líquido. Esta unión soldada tiene lugar a este fin de forma especial de tal modo, que entre las cubetas 6' de chapa de acero fino delgadas se encuentren instaladas cubetas correspondientes a la forma de lámina para soldadura delgada, como por ejemplo lámina de Cu (no representada), a cuyo fin la pila completa de cubetas calentada a una temperatura elevada y por ello las láminas de Cu llevadas a la fundición.
Bajo nueva indicación sobre el esquema de interconexión según la figura 2, también existe como es natural la posibilidad de configurar estas cubetas 6' ó paredes de separación 6 de tal forma, que éstas en los puntos donde sea necesario, presenten arriba y abajo cada una tres aberturas de rebosamiento.
En lo que se refiere a la medida de que las paredes de separación 6 en la parte del depósito 1' más pequeña tienen una transmisión calorífica mayor que en las que se encuentran en la parte del depósito 1'' mayor, resulta, que independientemente de la posible elección de material con una mayor conductividad calorífica , esto se realiza preferentemente, porque al menos las paredes de separación 6 dispuestas en la parte del depósito 1' están equipadas con estampaciones que aumentan las superficies cambiadores de calor tales como estampaciones en forma de nervadura, nervaduras en cruz, nervaduras en forma de botones o similares. Dado que estas estampaciones son por regla general conocidas en cambiadores de calor y de forma muy general también en la construcción de calderas de calefacción, no se representa esto aquí especialmente. La medida de que estas estampaciones deben encontrarse previstas al menos en las paredes de separación de la parte del depósito 1', incluye como es natural la posibilidad, de equipar también las paredes de separación 6 en la parte del depósito 1'' con estas estampaciones, las cuales sin embargo entonces se eligen y configuran de tal forma, que resulta una transmisión de calor menor en esta parte como también una pérdida de carga menor. Como resultado esto da lugar a que la parte del depósito 1' tenga un grado de rendimiento mayor que la parte del
\hbox{depósito 1''.}
En la parte del depósito 1' se prevén por consiguiente estampaciones en forma de nervaduras (no representadas especialmente) con una profundidad de estampación más pequeña, que da lugar a una anchura del intersticio más reducida y en la parte del depósito 1'' a otras con una mayor profundidad de estampación.

Claims (7)

1. Aparato de flujo continuo de pequeño volumen para el calentamiento de agua potable, en particular para instalación en y la interconexión con calentadores de gas de flujo continuo, compuesto de un depósito (1) con conexiones de alimentación de agua fría y salida de agua caliente (2, 3) y con conexiones de salida del agua de calefacción y retorno del agua de calefacción (4, 5), a cuyo fin el depósito (1) está configurado con paredes de separación (6) para formar un cambiador de calor de placas y las paredes de separación (6) limitan alternativamente y consecutivamente intersticios (7, 8) conductores de agua potable y agua de calefacción, caracterizado porque la parte del depósito (1') del depósito (1) del lado de salida de la corriente de agua caliente está dimensionada con un volumen más pequeño que la parte del depósito (1'') del depósito (1) del lado de entrada de la corriente de agua fría, porque las conexiones de agua fría y salida de agua caliente (2, 3) y conexiones de salida del agua de calefacción y retorno del agua de calefacción (4, 5) están dispuestas en cada caso en la otra parte del depósito (1', 1''), a cuyo fin las paredes de separación (6) dispuestas en la parte del depósito (1') más pequeña, considerado desde el punto de vista de la diferencia de las superficies, presentan una transmisión de calor mayor con respecto a las paredes de separación (6) en la otra parte del depósito (1''), y porque los intersticios (7, 8) están unidos entre sí cada uno de tal forma, que en las partes del depósito (1', 1'') se da una interconexión en régimen de flujo continuo y/o flujo en contracorriente con respecto a los dos medios de flujo.
2. Aparato de flujo continuo según la reivindicación 1, caracterizado porque todas las conexiones
\hbox{(2 a 5)}
están dispuestas en un lado del depósito (1).
3. Aparato de flujo continuo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los intersticios
\hbox{(7, 8)}
conductores del agua potable y agua de calefacción están unidos entre sí en cada caso de tal forma, que en la parte del depósito (1'') se da una interconexión en régimen de flujo de corriente continuo y en la parte del depósito (1') en régimen de flujo en
\hbox{contracorriente.}
4. Aparato de flujo continuo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque entre las partes del depósito (1', 1'') se encuentra dispuesta al menos una cámara de inversión (9) limitada igualmente por las paredes de separación (6).
5. Aparato de flujo continuo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque al menos las paredes de separación (6) dispuestas en la parte del depósito (1') están equipadas con estampaciones que aumentan las superficies cambiadoras de calor, tales como estampaciones en forma de nervios, nervios en cruz, nervios en forma de botones.
6. Aparato de flujo continuo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las paredes de separación (6) están configuradas en forma de cubetas (6') y en la zona de sus aberturas de rebosamiento (10) están equipadas con superficies de conexión (11) estampadas libres de nervaduras estampadas, orientadas en cada caso opuestas al plano de la superficie de separación y todos los puntos de unión (13) están unidos entre sí estancos al líquido.
7. Aparato de flujo continuo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las paredes de separación (6) están configuradas en forma de cubetas (6') con canales de rebosamiento (6'') rebordeados que atraviesan los intersticios (7, 8) y aberturas encajables (6''') enrasadas en la pared de separación (6) contigua correspondiente y estas paredes de separación (6) apiladas con sus bordes de la cubeta (12) están unidas entre sí estancas al líquido en todos los puntos de unión (13).
ES99955689T 1998-09-17 1999-09-15 Aparato de flujo continuo de bajo volumen para el calentamiento de agua potable. Expired - Lifetime ES2201799T3 (es)

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