ES2270774T3 - Instalacion de desgasificacion. - Google Patents
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Abstract
Circuito de agua caliente con una instalación de desgasificación conectada a éste para el agua caliente, que presenta un depósito (29) conectado con el circuito de agua caliente a través de un conducto (11) de alimentación y al menos una válvula (1), en el que el agua caliente se encuentra bajo una presión considerablemente inferior que en el circuito de agua caliente, y una bomba (19) de recirculación para la recirculación del agua caliente desde el depósito hacia el circuito de agua caliente, caracterizado porque en el trayecto del flujo del agua caliente se prevé entre el circuito (30) de agua caliente y el depósito (29) una instalación (8) de impacto, que comprende una cámara (40), en la que penetra una boquilla (41) de inyección, que desemboca por delante de una superficie (42) de impacto, sobre la que impacta el chorro de agua procedente de la boquilla (41) de inyección del agua caliente que fluye desde el circuito (30) de agua caliente hacia el depósito (29), siendo la abertura de boca de la boquilla (41) de inyección más pequeña que la abertura de descarga de la cámara (40).
Description
Instalación de desgasificación.
La presente invención se refiere a un circuito
de agua caliente con una instalación de desgasificación conectada a
éste para el agua caliente de un circuito de agua caliente, que
presenta un depósito conectado al circuito de agua caliente a
través de un conducto de alimentación y al menos una válvula, en el
que el agua caliente está expuesta a una presión considerablemente
inferior que en el circuito de agua caliente, y una bomba de
recirculación para la recirculación del agua caliente desde el
depósito hacia el circuito de agua caliente.
Se conocen instalaciones de este tipo y sirven
especialmente para eliminar parcialmente oxigeno disuelto del agua
caliente, para reducir la corrosión de los elementos del circuito
de calefacción.
Por el documento AT 400 191 B se conoce por
ejemplo una instalación de desgasificación para el agua caliente de
un circuito de agua caliente, en la que en primer lugar se llena un
depósito de expansión con agua caliente bajo presión, a
continuación se separa el depósito de expansión mediante válvulas
del circuito de calefacción y se reduce la presión en el depósito
de expansión hasta la presión atmosférica al abrir una válvula de
escape, por lo que se expande el agua caliente que se encuentra en
el depósito de expansión y se libera y escapa una parte del gas
diluido en el mismo.
Por el documento GB-OS 2209 594
se conoce además un circuito de calefacción con una caldera, una
bomba de circulación y radiadores, a los que se conecta un conducto
de compensación de presión. El medio de calefacción, especialmente
el agua caliente modifica su volumen en función de la temperatura
no de manera insignificante. Además los líquidos son
incompresibles. Con la instalación descrita y dada a conocer aquí
la presión del medio de calefacción debe mantenerse en el propio
circuito de calefacción siempre en la misma medida,
independientemente de la temperatura correspondiente del medio de
calefacción. Para ello se conecta un recipiente de dilatación con
un amortiguador de gas al conducto de compensación de presión, que
entre el recipiente de dilatación y el propio circuito de
calefacción presenta dos ramas de conducción paralelas, estando
prevista una bomba en una rama de conducción, controlada por un
sensor de presión en el circuito de calefacción, y una válvula
antirretorno, en la otra rama de conducción se encuentra una
válvula de regulación de la presión. En este caso no se prevén
medidas para la desgasificación del medio de calefacción. Si bien
se conecta aún en el conducto de compensación de presión mencionado
en el lado del extremo un depósito abierto como depósito de reserva
a través de un elemento de conducción no descrito con más detalle,
sin embargo con ello no puede desgasificarse el medio de
calefacción.
La instalación según el documento
US-PS 5 007 583 sirve para el mismo propósito que
la instalación tratada anteriormente según el documento
GB-OS 2 209 594 mencionado, si bien con un sistema
de circuito diferente. En este caso el recipiente de dilatación
está conectado a la atmósfera a través de un cierre a modo de
sifón. Según la experiencia el agua que se encuentra en estos
cierres a modo de sifón se evapora muy rápidamente, de modo que el
recipiente de dilatación está en contacto directo con la atmósfera.
Si bien el agua procedente que llega desde el propio circuito de
calefacción hasta el recipiente de dilatación se expande en el
primer momento, dado que en este caso se expone a una presión
considerablemente inferior que en el circuito cerrado, a
consecuencia de la conexión directa con la atmósfera el medio de
calefacción que se encuentra aquí vuelve a absorber muy rápidamente
oxígeno del aire. Por esta causa, las paredes del recipiente de
compensación también se oxidan muy rápidamente en aquella zona en
la que fluctúa el nivel de agua, de modo que tales recipientes de
dilatación deben dotarse de un revestimiento interno inoxidable,
por ejemplo de esmalte. Sin duda esta instalación conocida
anteriormente es adecuada para mantener la presión constante en el
propio circuito de calefacción, sin embargo como instalación de
desgasificación para el medio de calefacción es insuficiente por
los motivos mencionados.
El objetivo de la invención es proporcionar
frente a esto un circuito de agua caliente con una instalación de
desgasificación conectada a éste del tipo mencionado al principio,
mediante la que pueda eliminarse una mayor parte del gas diluido en
el líquido del mismo y según la invención esto se consigue, porque
en el trayecto del flujo del agua caliente entre el circuito de
agua caliente y el depósito se prevé una instalación de impacto,
que comprende una cámara, en la que penetra una boquilla de
inyección, que desemboca por delante de una superficie de impacto,
sobre la que impacta el chorro de agua procedente de la boquilla de
inyección del agua caliente que fluye desde el circuito de agua
caliente hacia el depósito, siendo la abertura de boca de la
boquilla de inyección más pequeña que la abertura de descarga de la
cámara.
En el caso de una instalación de desgasificación
según la invención en la instalación de impacto se produce una
turbulencia intensa del agua caliente bajo una repentina expansión
simultánea. Por la combinación de estas influencias sobre el agua
pueden eliminarse del líquido los gases diluidos en una parte
considerablemente superior y pueden formarse burbujas de gas.
Finalmente éstas pueden acumularse y en el depósito, en el que el
agua caliente se encuentra bajo una presión considerablemente
inferior que en el circuito de calefacción, pueden salir del agua
caliente.
Una instalación de desgasificación con una
instalación de impacto, montada directamente en el circuito de
calefacción, ya se conoce además por el documento DE 2624 336 A1.
En esta instalación de impacto existe la presión del sistema, de
modo que se produce una turbulencia del agua, pero no una expansión
simultánea. En este dispositivo la eficacia de la desgasificación
es considerablemente menor que en el caso del dispositivo según la
invención.
Preferiblemente la superficie de impacto de la
instalación de desgasificación según la invención está configurada
de manera cóncava, visto en la dirección del trayecto del flujo. De
este modo se refuerza aún la turbulencia y el aumento de superficie
del agua.
En un ejemplo de realización preferido se prevé
además que en el trayecto del flujo del agua caliente entre el
circuito de calefacción y el depósito se encuentre una instalación
de refrigeración. De manera favorable, ésta se dispone directamente
tras la instalación de impacto. De este modo se reduce
considerablemente la posibilidad de que vuelva a diluirse el aire
desgasificado.
A continuación se describen ventajas y detalles
adicionales de la invención mediante el dibujo adjunto. En éste
muestran:
la figura 1 una representación esquemática del
circuito de calefacción y la instalación de desgasificación según
la invención conectada al mismo y
la figura 2 una representación ampliada
esquemática de la instalación de impacto.
Un circuito de agua caliente representado
esquemáticamente en la figura 1 presenta de manera conocida un
conducto 31 previo, en el que se dispone una bomba 35, uno o varios
consumidores 33, un conducto 32 de retorno y una caldera de
calefacción o un generador 34 de calor. La instalación de
desgasificación según la invención se conecta al circuito 30 de
agua caliente a través de dos conductos 11, 36. Ambos conductos 11,
36 pueden cerrarse mediante válvulas 1 de cierre. El conducto 11 de
alimentación conduce a una unidad 37 de montaje, que además se
conecta a una alimentación 10 de agua fresca y que como salida
presenta un conducto 12. La unidad 37 de montaje puede cerrarse
mediante válvulas 1 de cierre con respecto a los conductos 11, 36,
12 de entrada y salida.
El agua caliente que entra en la unidad 37 de
montaje a través del conducto 11 de alimentación fluye además a
través de una válvula 5 que puede accionarse eléctricamente,
configurada preferiblemente como electroválvula, a través de un
regulador 6 del flujo másico, a través de un controlador 7 de
flujo, a través de una instalación 8 de impacto y una instalación 9
de refrigeración. La válvula 5 que puede accionarse por una
instalación 13 de control por microprocesador sirve para iniciar y
finalizar un proceso de desgasificación para agua caliente a partir
del circuito 30 de agua caliente. A través del regulador 6 del
flujo másico se ajusta un flujo de fluido, que es independiente de
la presión del sistema en el circuito 30 de agua caliente. De este
modo, independientemente de esta presión del sistema, que en
función del circuito 30 de calefacción tiene una magnitud variable
y habitualmente es superior a 1,5 bar, se crean proporciones
homogéneas para la desgasificación. El controlador 7 de flujo, cuyo
estado puede consultarse mediante la instalación 13 de control,
sirve para el control del estado de funcionamiento. En caso de que
la válvula 5 esté abierta, el controlador 7 de flujo debe comunicar
un flujo, en caso contrario se produce un fallo en el
funcionamiento, que la instalación 13 de control emite como alarma.
A la inversa, en caso de que la válvula 5 (ó 4) esté cerrada el
controlador 7 de flujo no debe comunicar ningún flujo.
Tal y como representa más exactamente la figura
2, la instalación 8 de impacto comprende una cámara 40, en la que
penetra una boquilla 41 de inyección. La boquilla 41 de inyección
desemboca por delante de una superficie 42 de impacto, sobre la que
impacta el chorro de agua procedente de la boquilla 41 de
inyección. En principio sería posible prever una placa de impacto
plana como superficie de impacto. Sin embargo se prefiere una
configuración cóncava o en forma de cazoleta, visto en la dirección
del trayecto de flujo, de la superficie de impacto, por lo que se
aumenta aún su eficacia. En este proceso, el agua caliente
procedente de la boquilla de inyección, que impacta sobre la
superficie 42 de impacto se expande repentinamente y forma
turbulencias intensas y a continuación fluye lateralmente por la
superficie 42 de impacto hacia el conducto 43 de salida, cuya
sección transversal es considerablemente superior a la abertura de
boca de la boquilla 41 de inyección. En este caso se han diluido
burbujas 44 de gas del agua caliente, que se arrastran con el flujo
de líquido. Esta formación de las burbujas de gas se produce por un
lado porque la solubilidad de un gas en un líquido disminuye a
medida que disminuye la presión, por otro lado se refuerza
considerablemente por la acción de la superficie de impacto.
A ser posible para evitar que finalmente las
burbujas 44 de gas se disuelvan en una mayor parte, se prevé la
instalación 9 de refrigeración, que en este caso se forma por un
conducto helicoidal de un material termoconductor.
El agua caliente, que lleva consigo las burbujas
44 de gas, llega además al depósito 29 a través de los conductos 12
y 24, y más concretamente en un burbuja 28 de caucho de butilo
dispuesta en este depósito. La burbuja 28 de caucho de butilo está
conectada a la presión atmosférica a través de una válvula 26 de
sobrepresión, abriéndose la válvula 26 de sobrepresión con una
sobrepresión reducida, que se encuentre por debajo de 1 bar, sea
preferiblemente de 0,5 bar o inferior. Esta sobrepresión mínima es
necesaria para que el agua caliente que entra supere la tensión
básica de la burbuja 28 de caucho.
Así, el agua caliente carece prácticamente de
presión en el depósito 29 o en la burbuja 28 de caucho dispuesta en
el mismo y las burbujas de gas que lleva el agua caliente que entra
pueden ascender en la burbuja 28 de caucho y escapar por la
válvula 26 de sobrepresión. La recirculación del agua caliente al
circuito 30 de calefacción se produce a través de una bomba 19, que
acciona la instalación 13 de control. El agua caliente aspirada por
la bomba 19 desde el depósito 29 fluye a través del conducto 25 y
una válvula 21 de retención y una válvula 20 de cierre dispuestas
en el mismo a la bomba 19 y llega a través de una válvula 18 de
estrangulación y un colector 15 de suciedad por el conducto 36 de
vuelta al circuito 30 de calefacción. El accionamiento de la bomba
19 mediante la instalación 13 de control se realiza en función del
valor emitido por el sensor 16 de presión, mediante el cual se
determina la presión de la instalación.
El depósito 29 funciona además como un
denominado recipiente de expansión. En caso de un calentamiento del
agua caliente en el circuito 30 de calefacción éste se dilata,
incrementándose la presión en el circuito de calefacción por encima
de un valor máximo. Así se abre un regulador 17 de exceso de flujo
(proporcional a la sobrepresión), mediante el cual se conecta el
depósito 29 o la burbuja 28 de caucho dispuesta en el mismo al
circuito 30 de agua caliente. En el ejemplo de realización mostrado
el regulador 17 de exceso de flujo se dispone paralelo a la bomba
19. En principio también sería concebible y posible que este
regulador 17 de exceso de flujo se dispusiera paralelo a la válvula
5 de desgasificación o que se eliminara completamente con un
accionamiento correspondiente de la válvula 5 de desgasificación
mediante la instalación 13 de control, eliminándose una
sobrepresión de la instalación de control en cada caso a través de
la válvula 5 de desgasificación.
Con la refrigeración del agua caliente en el
circuito 30 de agua caliente vuelve a disminuir su volumen. Esta
disminución del volumen se manifiesta por una caída de presión
indicada por el sensor 16 de presión. A continuación la instalación
13 de control pone en funcionamiento la bomba 19 para elevar la
presión de la instalación. Habitualmente el volumen de bombeo de la
bomba 19 es considerablemente superior, al que sería necesario para
la compensación de la pérdida de volumen a consecuencia de la
refrigeración del agua caliente en el circuito 30 de calefacción.
Por tanto, en el caso de las instalaciones de expansión
convencionales con una puesta en funcionamiento de la bomba 19 se
abre el regulador 17 de exceso de flujo, y una gran parte del agua
caliente transportada por la bomba vuelve al depósito 29 a través
del regulador 17 de exceso de flujo. Con la instalación de
desgasificación según la invención se lleva a cabo preferiblemente
un proceso de desgasificación simultáneamente a una puesta en
marcha de la bomba 19 (a causa de una presión de la instalación
demasiado baja), para cuyo fin se abre la válvula 5 y sólo vuelve a
cerrarse poco antes de la desconexión de la bomba 19. Con esta
combinación del proceso de desgasificación con la alimentación
posterior de agua caliente se obtiene un evidente ahorro de
energía.
Los partes 38 y 39 rodeadas con las líneas
discontinuas se configuran preferiblemente como unidades de
montaje.
A partir de la diferencia de presión en los
sensores 22, 23 de presión, que miden la presión en la cara
inferior y superior del depósito, la instalación 13 de control por
microprocesador calcula el nivel de agua caliente en el depósito
29. Dado que siempre existen fugas mínimas en el sistema de
calefacción, con el tiempo se produce una determinada disminución
del nivel del líquido en el depósito 29. Una vez que este nivel de
líquido ha disminuido por debajo de un valor mínimo preestablecido,
la instalación 13 de control acciona la válvula 4, para volver a
llenar agua caliente nueva en la burbuja 28 de caucho en el
depósito 29 a través de una alimentación 10 de agua fresca. En el
conducto de alimentación de agua fresca se prevén un reductor 2 de
presión para la disminución de la presión de agua en la región de
la presión del sistema del circuito 30 de calefacción y un contador
3 de agua electrónico. Debido a las cantidades necesarias de
alimentación posterior de agua caliente puede determinarse, si se
trata de una pérdida de volumen a causa de fugas normales y a causa
de una eliminación de gas a través de la instalación de
desgasificación o bien de una pérdida de agua fuera de lo habitual,
que aparece por ejemplo por la rotura de una tubería.
El agua alimentada posteriormente se alimenta
además mediante el controlador 7 de flujo a la instalación 8 de
impacto, antes de que llegue al depósito 29. De este modo ya
durante la alimentación posterior de agua fresca se consigue una
desgasificación del agua caliente alimentada posteriormente.
El conducto 11 de alimentación hacia la
instalación de desgasificación, a través de la cual se extrae agua
caliente para la desgasificación, se bifurca en el ejemplo de
realización mostrado desde el conducto 32 de retorno del circuito
30 de agua caliente. También sería posible, prever esta derivación
en el conducto 31 previo, no pudiendo presentar sin embargo el agua
caliente alimentada a la instalación de desgasificación
temperaturas superiores a 90° Celsius. Esto podría monitorizarse
mediante sensores correspondientes, también podrían conectarse
previamente recipientes de refrigeración adecuados.
Así en el ejemplo de realización mostrado se
combina una instalación de desgasificación (que comprende
especialmente la instalación 8 de impacto, la instalación 9 de
refrigeración, el depósito 29 con la burbuja 28 de caucho y la bomba
19) con una instalación para mantener la presión constante
(regulador 17 de exceso de flujo, depósito 29 con burbuja 28 de
caucho y bomba 19) y una alimentación posterior de agua fresca
(reductor 2 de presión, contador 3 de agua y válvula 4).
En principio también sería considerable y
posible, configurar la instalación de desgasificación
independientemente de una instalación para mantener la presión
constante y/o una instalación de alimentación posterior para agua
fresca. En lugar de la instalación 9 de refrigeración en forma de
un conducto helicoidal podría preverse por ejemplo también un
intercambiador de calor, mediante el cual se emitiera el calor del
agua caliente que hubiera que desgasificar al agua caliente
desgasificada que fluye de vuelta desde el depósito al circuito de
calefacción.
- 1
- válvula de cierre
- 2
- reductor de presión
- 3
- contador de agua
- 4
- válvula
- 5
- válvula
- 6
- regulador del flujo másico
- 7
- controlador de flujo
- 8
- instalación de impacto
- 9
- instalación de refrigeración
- 10
- alimentación de agua fresca
- 11
- conducto de alimentación
- 12
- conducto
- 13
- instalación de control por microprocesador
\vskip1.000000\baselineskip
- 15
- colector de suciedad
- 16
- sensor de presión
- 17
- regulador de exceso de flujo
- 18
- válvula de estrangulación
- 19
- bomba
- 20
- válvula de cierre
- 21
- válvula de retención
- 22
- sensor de presión
- 23
- sensor de presión
- 24
- conducto
- 25
- conducto
- 26
- válvula de sobrepresión
\vskip1.000000\baselineskip
- 28
- burbuja de caucho de butilo
- 29
- depósito
- 30
- circuito de agua caliente
- 31
- conducto previo
- 32
- conducto de retorno
- 33
- consumidor
- 34
- generador de calor
- 35
- bomba
- 36
- conducto
- 37
- unidad de montaje
- 38
- unidad de montaje
- 39
- unidad de montaje
- 40
- cámara
- 41
- boquilla de inyección
- 42
- superficie de impacto
- 43
- conducto de salida
- 44
- burbujas de gas
Claims (10)
1. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste para el agua caliente, que
presenta un depósito (29) conectado con el circuito de agua
caliente a través de un conducto (11) de alimentación y al menos
una válvula (1), en el que el agua caliente se encuentra bajo una
presión considerablemente inferior que en el circuito de agua
caliente, y una bomba (19) de recirculación para la recirculación
del agua caliente desde el depósito hacia el circuito de agua
caliente, caracterizado porque en el trayecto del flujo del
agua caliente se prevé entre el circuito (30) de agua caliente y el
depósito (29) una instalación (8) de impacto, que comprende una
cámara (40), en la que penetra una boquilla (41) de inyección, que
desemboca por delante de una superficie (42) de impacto, sobre la
que impacta el chorro de agua procedente de la boquilla (41) de
inyección del agua caliente que fluye desde el circuito (30) de
agua caliente hacia el depósito (29), siendo la abertura de boca de
la boquilla (41) de inyección más pequeña que la abertura de
descarga de la cámara (40).
2. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste según la reivindicación 1,
caracterizado porque la superficie (42) de impacto se
configura de manera cóncava en la dirección del trayecto de
flujo.
3. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste según una de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque en el interior
del depósito (29), como ya es conocido, se dispone una burbuja (28)
de un material elástico, en la que se encuentra el agua
caliente.
4. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste según la reivindicación 3,
caracterizado porque la burbuja (28) está conectada de la
manera conocida a la atmósfera mediante una válvula (26) de
sobrepresión que se abre con una sobrepresión reducida de menos de
1 bar, preferiblemente de 0,5 bar o menos.
5. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en el trayecto
de flujo del agua caliente se prevé entre el circuito (30) de agua
caliente y el depósito (29) una instalación (9) de refrigeración,
preferiblemente en forma de un conducto helicoidal de un material
termoconductor.
6. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste según la reivindicación 5,
caracterizado porque la instalación (9) de refrigeración se
dispone entre la instalación (8) de impacto y el depósito (29), de
manera preferible directamente tras la instalación (8) de
impacto.
7. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el depósito (29)
se conecta al circuito (30) de agua caliente a través de un
regulador (17) de exceso de flujo que se abre cuando se supera una
presión máxima determinada, encontrándose el regulador (17) de
exceso de flujo preferiblemente en una rama de conducto en paralelo
a la bomba (19).
8. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en el conducto
(11) de alimentación se dispone un regulador (6) del flujo
másico.
9. Circuito de agua caliente con una instalación
de desgasificación conectada a éste según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en el conducto
(11) de alimentación se dispone un controlador (7) de flujo.
10. Circuito de agua caliente con una
instalación de desgasificación conectada a éste según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en el conducto,
al que se conecta la instalación (8) de impacto, visto en la
dirección del flujo antes de la instalación (8) de impacto
desemboca un conducto de alimentación de agua fresca.
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- 2000-11-14 DE DE50013385T patent/DE50013385D1/de not_active Expired - Lifetime
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| EP1102012B1 (de) | 2006-08-30 |
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