ES2326275T3 - Dispositivo para la aportacion y/o sustraccion de calor a al menos un receptor. - Google Patents
Dispositivo para la aportacion y/o sustraccion de calor a al menos un receptor. Download PDFInfo
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Abstract
Dispositivo para la aportación y/o la sustracción de calor a al menos un receptor (16, 22, 21), como por ejemplo una piscina, una instalación de calefacción de un local y/o una instalación de aire acondicionado de un local, con al menos un absorbedor (1) solar con al menos un circuito (1a; 1b) cerrado del absorbedor por el que circula un calorífero líquido, con una bomba (9) de calor y con un circuito (2) cerrado del evaporador, que comunica el absorbedor (1) solar con un evaporador (9a) de la bomba (9) de calor, estando prevista en el circuito (2) cerrado del evaporador una bomba (5) y en el que como dispositivo de protección contra sobrecalentamiento se une un tramo (2b) de la tubería de retorno del circuito (2) cerrado del evaporador con un tramo (2a) de la tubería de avance del circuito (2) cerrado del evaporador por medio de una primera tubería (4) de bypass, estando prevista una primera válvula (3) de mezcla, en especial en el tramo (2b) de la tubería de retorno o en la tubería (4) de bypass, con la que se puede agregar al tramo (2a) de la tubería de avance calorífero más frío procedente del tramo (2b) de la tubería de retorno, caracterizado porque existen al menos dos circuitos (1a, 1b) cerrados del absorbedor separados, que, con caloríferos distintos o iguales, alimentan al menos un receptor, con preferencia al menos dos receptores distintos, con temperaturas distintas y porque un circuito (1a) cerrado del absorbedor alimenta el circuito (2) cerrado del evaporador de la bomba (9) de calor, mientras que el otro circuito (1b) cerrado del absorbedor alimenta un circuito (20) cerrado solar con receptores (16) conectados directamente.
Description
Dispositivo para la aportación y/o sustraccción
de calor a al menos un receptor.
El invento se refiera a un dispositivo según el
preámbulo de la reivindicación 1 para la aportación y/o la
sustracción de calor a al menos un receptor, como por ejemplo una
piscina, una instalación de calefacción de locales y/o una
instalación de acondicionadores de aire para locales.
En las bombas de calor se limita la temperatura
de entrada del calorífero en el evaporador a una temperatura máxima
para evitar un sobrecalentamiento del medio de enfriamiento en la
bomba de calor y con ellos daños en la bomba de calor. Esto se
realiza generalmente con procedimientos para la obtención de energía
con una temperatura menos alta (por ejemplo energía geotérmica)
y/o con la desconexión de la bomba de calor.
A través del documento DE 29 36 656 A1 se conoce
una instalación de calefacción con bomba de calor, cuyo
vaporizador es alimentado con un colector solar a través de un
medio calorífero, que circula en un circuito cerrado intermedio y
cuyo motor de accionamiento se refrigera con el medio de
enfriamiento en forma de vapor aspirado del evaporador. El circuito
cerrado intermedio posee una tubería de bypass, que rodea el
colector solar y que, en función de la temperatura del medio
calorífero en la entrada al evaporador, se gobierna de tal modo,
que, por encima de una temperatura prefijada, se aporte directamente
a la entrada del evaporador, rodeando el colector solar, al menos
una parte del medio calorífero ya enfriado, que sale del evaporador.
El colector solar se construye como sistema colector de una sola
tubería, con lo que esencialmente sólo se pueden abastecer los
receptores con un nivel de temperatura.
El documento US 5,788,149 A divulga una solución
parecida.
Las bombas de calor también pueden ser
utilizadas para generar frío, por ejemplo para instalaciones de
acondicionadores de aire para locales, siendo disipado el calor de
escape generado por medio de refrigeradores de retorno. Una
recuperación intercalada de este calor de escape es considerada como
estado de la técnica. En especial en una zona habitada son un
inconveniente las molestias producidas por los refrigeradores de
retorno externos, al menos durante la noche, cuando la demanda de
energía térmica es demasiado pequeña para utilizar el calor de
escape de otra manera. Los refrigeradores de retorno extremadamente
silenciosos son generalmente muy grandes y, además, su adquisición
es muy cara.
El objeto del invento es suministrar más de un
nivel de temperatura. Otro objeto del invento es proteger el
sistema de manera eficaz contra sobrecalentamiento.
La solución de estos problemas tiene lugar
según el invento con las características de la reivindicación 1.
Un circuito cerrado del condensador puede unir
en este caso el condensador de la bomba de calor por medio de una
tubería de avance y de una tubería de retorno con uno o varios
receptores. Para alimentar de manera sencilla varios receptores por
medio de una bomba de calor se puede prever un intercambiador de
calor, que una el circuito cerrado del condensador con al menos un
circuito cerrado de los receptores. De manera alternativa también
es posible, que al menos un circuito cerrado de los receptores esté
unido a través de tuberías de avance y de retorno directamente con
el condensador de la bomba de calor.
Los circuitos cerrados de absorción también
pueden ser conectables entre sí a través de válvulas de mezcla o
análogos, siempre que exista una posibilidad para su
acoplamiento.
La conmutación entre el circuito cerrado solar y
el circuito cerrado del condensador se regula con preferencia con
la temperatura exterior y con las necesidades del receptor. De esta
manera se puede adaptar la energía calorífica disponible a los
requerimientos de cada caso.
Si se conectan delante de los receptores
válvulas de cierre, se puede realizar un mando individual de cada
receptor. Además, se puede prever, que en la tubería de avance y en
la tubería de retorno del circuito cerrado de condensador se
dispongan válvulas de cierre para separar los tramos de avance y de
retorno del lado del condensador de los tramos de avance y de
retorno del lado del receptor y que se prevean válvulas de cierre
en la tubería de avance y en la tubería de retorno del circuito
cerrado del evaporador para separar los tramos de avance y de
retorno del lado del absorbedor de los tramos de avance y de retorno
del lado del evaporador, estando unidos los tramos de tubería de
avance y los tramos de tubería de retorno del lado del receptor del
circuito cerrado del condensador por medio de tuberías de bypass con
los tramos de las tuberías de avance y los tramos de las tuberías
de retorno del lado del evaporador del circuito cerrado del
evaporador de la bomba de calor y estando unidos los tramos de las
tuberías de avance y los tramos de las tuberías de retorno del lado
del condensador del circuito cerrado del condensador por medio de
tuberías de refrigeración de retorno con los tramos de las tuberías
de avance y los tramos de las tuberías de retorno del lado del
absorbedor del circuito cerrado del evaporador.
Para evitar un sobrecalentamiento del
intercambiador de calor se agrega a través de la primera válvula de
mezcla dispuesta en la tubería de retorno del circuito cerrado del
evaporador o en la primera tubería de bypass entre la tubería de
avance y la tubería de retorno del circuito cerrado del evaporador
un calorífero más frío procedente de la tubería de retorno de la
tubería de avance. La primera válvula de mezcla se regula de acuerdo
con la temperatura del calorífero en el tramo de la tubería de
avance del circuito cerrado del evaporador. La primera válvula de
mezcla puede ser construida en este caso una válvula de tres vías o
como una válvula de dos vías integrada en la tubería del
bypass.
Para mejorar la protección contra
sobrecalentamiento de la bomba de calor es ventajoso al menos un
dispositivo adicional de protección contra sobrecalentamiento,
respectivamente una medida adicional de protección contra
sobrecalentamiento. Esta puede consistir en que las tuberías de
enfriamiento de retorno estén unidas con un dispositivo adicional
para la disipación del calor de escape, en especial un refrigerador
de retorno de glicol. El reparto de la energía de calor de escape
entre el absorbedor solar y el dispositivo adicional para la
disipación del calor de escape se regula por medio de al menos una
válvula de cierre en la tubería de refrigeración de retorno y la
primera válvula de mezcla en función de la temperatura exterior y
de la temperatura del calorífero en la tubería de avance de la
tubería de refrigeración de retorno. De manera adicional o
alternativa también se puede prever, que, como medida adicional de
protección contra sobrecalentamiento, se conecte el tramo de la
tubería de avance del lado del evaporador del circuito cerrado del
evaporador con al menos un receptor, con preferencia a través de un
segundo intercambiador de
calor.
calor.
Como dispositivos adicionales de protección
contra sobrecalentamiento también se pueden unir los tramos de
tubería de avance y los tramos de tubería de retorno del lado del
receptor del circuito cerrado del condensador con la tubería de
avance del circuito cerrado del condensador a través de una segunda
tubería de bypass, pudiendo prever una segunda válvula de mezcla,
en especial en el tramo de la tubería de retorno con la que se pueda
agregar al tramo de la tubería de avance un calorífero más frío
procedente del tramo de la tubería de retorno. Esta segunda válvula
de mezcla también puede ser regulada de acuerdo con la temperatura
del calorífero en la tubería de avance del circuito cerrado del
condensador.
Como medida adicional de protección contra
sobrecalentamiento se puede incrementar, a medida que aumente la
temperatura del calorífero en la tubería de avance, el caudal de la
bomba del circuito cerrado del evaporador y/o de la bomba del
circuito cerrado del condensador, con preferencia en función de la
temperatura exterior.
Al menos un receptor puede estar unido tanto con
el circuito cerrado solar como también, a través de un circuito
cerrado del receptor y eventualmente a través de un circuito cerrado
del condensador, con la bomba de calor.
Con una oferta alta de calor de la radiación
solar se abren las válvulas de cierre del circuito cerrado solar.
Si la oferta de calor de la radiación solar incidente no es
suficiente, se abren - de manera alternativa o adicional - las
válvulas de cierre del circuito cerrado del condensador y/o del
circuito cerrado del receptor, con lo que entra en servicio el
circuito cerrado del condensador.
En el caso de una aportación suficiente de calor
por la radiación solar también es posible unir, para el
aprovechamiento directo del absorbedor, estando desconectada la
bomba de calor, el circuito cerrado del evaporador a través de una
tubería de bypass con el circuito cerrado del condensador, siendo
cerradas las válvulas de cierre del lado del evaporador en el
circuito cerrado del evaporador y abiertas las válvulas de cierre en
la tubería de bypass.
Cuando el aporte solar directo es suficiente
para el receptor y/o en determinadas horas del día, se desconecta
la bomba de calor y a través de una tubería de bypass se aporta la
energía térmica del absorbedor solar directamente al receptor,
pudiendo intercalar a elección un intercambiador de calor.
Cuando se utiliza una instalación de
acondicionamiento del aire se puede aportar su calor, a través de un
circuito cerrado, que se compone de la tubería de avance y de la
tubería de retorno de la instalación de acondicionamiento del
aire, de tramos de las tuberías de avance y de retorno del lado del
receptor, de tuberías de bypass y de los tramos de las tuberías del
avance y de las tuberías del retorno del lado del evaporador, al
evaporador de la bomba de calor. Por medio de una conmutación
hidráulica se puede hacer funcionar con la misma bomba de calor una
instalación de acondicionamiento del aire para locales y el calor
de escape generado puede ser cedido al medio ambiente a través del
absorbedor solar.
De acuerdo con el presente invento es posible,
que la bomba de calor existente, que se utiliza para generar
energía térmica por ejemplo para calefacciones de locales o para
piscinas, sea utilizada como máquina generadora de frío, por
ejemplo para instalaciones de acondicionamiento del aire para
locales. En este caso se suprime la generación de calor y el
circuito cerrado del condensador se conecta con el registro de
enfriamiento de la instalación de acondicionamiento del aire y por
medio de una tubería de bypass se conecta con el circuito cerrado
del evaporador. El circuito cerrado del condensador delante de las
válvulas de cierre de la tubería hacia el bypass se une con una
tubería de enfriamiento de retorno con el circuito cerrado del
evaporador/circuito cerrado del absorbedor. En el caso de que,
debido a diferencias de temperatura demasiado pequeñas, no se pueda
disipar del todo el calor de escape, se conecta, además, un
refrigerador de retorno adicional u otro consumidor, que necesite
energía térmica.
El invento se describirá con detalle en lo que
sigue por medio del dibujo. En él muestran esquemáticamente:
La figura 1, un dispositivo según el invento en
una primera variante de ejecución.
La figura 2, un dispositivo según el invento en
una segunda variante de ejecución.
La figura 3, un dispositivo según el invento en
una tercera variante de ejecución.
La figura 4, un dispositivo según el invento en
una cuarta variante de ejecución.
La figura 5, un dispositivo según el invento en
una quina variante de ejecución.
Los elementos con las mismas funciones se
proveen en las variantes de ejecución de los mismos símbolos de
referencia.
La figura 1 muestra, en una primera variante, un
dispositivo para la aportación y/o sustracción de calor a
receptores. En la producción de calor se lleva la energía calorífica
obtenida con los absorbedores 1 solares por medio de una bomba 5 y
de los tramos 2a, 2a' del circuito 2 cerrado del evaporador al
evaporador 9a de la bomba 9 de calor, donde se transfiere la
energía calorífica al medio de enfriamiento de la bomba 9 de calor.
El calorífero enfriado es devuelto a través del tramo 2b, 2b' de
tubería de retorno del circuito 2 cerrado del evaporador al
circuito 1a cerrado del absorbedor, donde absorbe nuevamente energía
calorífica. Las válvulas 6a, 6b de cierre en el circuito 2 cerrado
del evaporador y las válvulas 26a, 26b de cierre del evaporador 9a
están abiertas. Las válvulas 7a, 7b de cierre de la tubería 24 de
enfriamiento de retorno, las válvulas 8a, 8b de cierre de la
tubería 23 de bypass y las válvulas 25a, 25 de cierre de la entrada
al refrigerador de retorno externo están cerradas. Una primera
válvula 3 de mezcla, que se puede construir como válvula de tres
vías o como válvula de dos vías (figura 2), regula la temperatura
del calorífero en los tramos 2a, 2a' de la tubería de avance del
circuito 2 cerrado del evaporador agregando calorífero más frío
procedente del tramo 2b, 2b' de la tubería de retorno del circuito
2 cerrado del evaporador a través de una primera tubería 4 de
bypass al tramo 2a, 2a' de la tubería de avance del circuito 2
cerrado del evaporador, teniendo lugar el mando de la primera
válvula 3 de mezcla por medio de la temperatura del calorífero en el
tramo 2a, 2a' de la tubería de avance del circuito 2 cerrado del
evaporador. El circuito 11 del condensador de la bomba 9 de calor
está conectado en el presente caso con un intercambiador 14 de
calor, conectado a su vez en el lado de salida con los receptores
16, 22, por ejemplo una piscina y/o la calefacción de un local. La
circulación del calorífero en el circuito 11 cerrado del
condensador se realiza con una bomba 13. Las válvulas 10a, 10b de
cierre del circuito 11 cerrado del condensador están abiertas y la
válvula 28 de cierre en el bypass 31 de la bomba así como la
segunda válvula 12 de mezcla hacia la segunda tubería 30 de bypass
están cerradas. Las válvulas 19a, 19b, 15a, 15b regulan el reparto
de la energía calorífica entre los diferentes receptores. Las
válvulas 18a, 18b de cierre en la tubería de entrada al receptor 18,
por ejemplo una instalación de calefacción de un local, están
cerradas. El aprovechamiento óptimo de la energía solar recogida en
el absorbedor 1 solar se regula con el caudal de la bomba 5, siendo
gobernada esta con la temperatura del calorífero en los tramos 2a,
2a' de la tubería de avance del circuito 2 cerrado del evaporador
y/o con la temperatura exterior.
Si el aporte solar del absorbedor 1 solar es
suficiente para alimentar directamente uno o dos receptores, se
desconecta la bomba 9 de calor, se cierran las válvulas 26a, 26b de
cierre en el evaporador 9a de la bomba 9 de calor y la válvula 3 de
mezcla en el circuito 2 cerrado del evaporador hacia la primera
tubería 4 de bypass y se abren las válvulas 8a, 8b de cierre de la
tubería 23 de bypass. En el circuito 11 cerrado del condensador
están cerradas las válvulas 10a, 10b de cierre y la segunda válvula
12 de mezcla hacia la segunda tubería 30 de bypass y la válvula 28
de cierre en el bypass 31 de la bomba es abierta. Todas las demás
válvulas permanecen en la posición descrita anteriormente.
El absorbedor 12 solar está diseñado como
sistema de dos tuberías, estando conectado un circuito 1a cerrado
del absorbedor con el circuito 2 cerrado del evaporador y el otro
circuito 1b cerrado del absorbedor está unido directamente con el
receptor 16.
Si se utiliza la bomba 9 de calor para generar
frío, se cierran las válvulas 19a, 19b, 15a, 15b de cierre en las
tuberías de entrada a los receptores 16, 22 y se abren las válvulas
18a, 18b del receptor 21 formado por ejemplo por una instalación de
aire acondicionado. Las válvulas 10a, 10b de cierre en el circuito
11 cerrado del condensador y las válvulas 6a, 6b de cierre en el
circuito 2 cerrado del evaporador están cerradas, mientras que las
válvulas 8a, 8b de cierre de la tubería de bypass y las válvulas
26a, 26b de cierre del evaporador 9a de la bomba 9 de calor están
abiertas. A través de un intercambiador 14 de calor se conecta el
receptor 21 con el tramo 11a', 11b' de las tuberías de avance y de
retorno, impulsando la bomba 13 en el tramo 11a' de tubería de
avance del lado del receptor del circuito 11 cerrado del condensador
el calorífero a través de las tuberías 23 de bypass y de los tramos
2a, 2b de tuberías de avance y de retorno hacia el evaporador 9a de
la bomba 9 de calor. Con la segunda válvula 12 de mezcla en el tramo
11b' de tubería de retorno del lado del receptor del circuito 11
cerrado del condensador se regula, agregando calorífero más frío
procedente del tramo 11b' de la tubería de retorno a través de la
segunda tubería 30 de bypass al tramo 11a' de la tubería de avance
del lado del absorbedor, la temperatura del calorífero para evitar
un sobrecalentamiento del medio de enfriamiento en la bomba 9 de
calor. El calor de escape generado en el condensador 9b de la bomba
9 de calor por el proceso de la bomba 9 de calor se hace circular
por los tramos 11a, 11b de tuberías de avance y de retorno del lado
del condensador, por las tuberías 24 de enfriamiento de retorno y
por los tramos 2a', 2b' de las tuberías de avance y de retorno del
lado del absorbedor del circuito 2 cerrado del evaporador y se cede
al medio ambiente en el circuito 1a cerrado del absorbedor del
absorbedor 1 solar. Las válvulas 7a, 7b de cierre en el avance y en
la tubería 24a, 24b de retorno de las tuberías 24 de enfriamiento de
retorno están abiertas y las válvulas 25a, 25b de cierre así como
la primera válvula 3 de mezcla en el tramo 2b' de tubería de
retorno del lado del absorbedor del circuito 2 cerrado del
evaporador gobiernan el reparto del calor de escape a disipar entre
el absorbedor 1 solar y el refrigerador 29 de retorno externo.
\newpage
En la figura 2 se conecta como protección
adicional contra sobrecalentamiento de la bomba 9 de calor otro
intercambiador 33 de calor por medio de tuberías 34a, 34b de avance
y de retorno con el tramo 2a de la tubería de avance del lado del
absorbedor del circuito 2 cerrado del evaporador, pudiendo ser
sobrepasado el intercambiador 33 de calor por medio de una tubería
34 de cortocircuito. La energía térmica puede ser suministrada a
otro receptor 35.
Las figuras 3 a 5 muestran variantes de
ejecución en las que el circuito 15 cerrado del receptor, de un
receptor formado por ejemplo por una piscina, está conectado
directamente con el condensador 9b de la bomba 9 de calor. Con ello
se puede prescindir de un circuito cerrado propio del
condensador.
La figura 3 muestra una ejecución sencilla en la
que el receptor 16 recibe a elección el calor a través del circuito
20 solar y/o de la bomba de calor. No se prevén otros receptores o
medidas de enfriamiento.
En la figura 4 se prevé como protección contra
sobrecalentamiento un refrigerador 29 de retorno externo de manera
análoga a la figura 1. Además, a través de la tubería de bypass se
puede conectar el circuito 15 cerrado del receptor directamente,
rodeando la bomba 9 de calor, con el circuito 2 cerrado del
evaporador.
En la variante de ejecución representada en la
figura 5 se conecta adicionalmente - de manera análoga a la
figura
2 - otro intercambiador 33 de calor por medio de tuberías 34a, 34b con el tramo 2a de la tubería de avance del lado del absorbedor del circuito 2 cerrado del evaporador, siendo posible rodear el intercambiador 33 de calor con una tubería 34 de cortocircuito.
2 - otro intercambiador 33 de calor por medio de tuberías 34a, 34b con el tramo 2a de la tubería de avance del lado del absorbedor del circuito 2 cerrado del evaporador, siendo posible rodear el intercambiador 33 de calor con una tubería 34 de cortocircuito.
En el dispositivo descrito para la aportación
y/o sustracción de calor a receptores 16, 21, 22, 35, como por
ejemplo una piscina, una instalación de calefacción de locales y/o
una instalación de aire acondicionado para locales en el que los
absorbedores 1 solares de baja temperatura están conectados con una
bomba 9 de calor, se puede utilizar la bomba 9 de calor por medio
de una conmutación hidráulica como máquina generadora de frío, por
ejemplo para instalaciones de acondicionamiento de aire o para
generar calor de una manera convencional. En el caso de la
generación de frío se puede disipar el calor de escape generado a
través de los absorbedores 1 solares. Con una energía térmica
suficiente procedente de los absorbedores 1 solares se puede rodear
por conmutación hidráulica la bomba de calor y aportar la energía
térmica directamente al receptor 16, 21, 22.
- 1
- Absorbedor solar
- 1a
- Circuito cerrado del absorbedor
- 1b
- Circuito cerrado del absorbedor
- 2
- Circuito cerrado del evaporador
- 2a
- Tramo de la tubería de avance del lado del evaporador (circuito cerrado del evaporador)
- 2b
- Tramo de la tubería de retorno del lado del evaporador (circuito cerrado del evaporador)
- 2a'
- Tramo de la tubería de avance del lado del absorbedor (circuito cerrado del evaporador)
- 2b'
- Tramo de la tubería de retorno del lado del absorbedor (circuito cerrado del evaporador)
- 3
- Primera válvula de mezcla
- 4
- Primera tubería de bypass
- 5
- Bomba de impulsión (circuito cerrado del evaporador)
- 6a, 6b
- Válvulas de cierre (circuito cerrado del evaporador)
- 7a, 7b
- Válvulas de cierre (tubería de enfriamiento de retorno)
- 8a, 8b
- Válvulas de cierre (tubería de bypass)
- 9
- Bomba de calor
- 9a
- Evaporador
- 9b
- Condensador
- 10a, 10b
- Válvulas de cierre (circuito cerrado del condensador)
- 11
- Circuito cerrado del condensador
- 11a
- Tramo de la tubería de avance del lado del condensador (circuito cerrado del condensador)
- 11b
- Tramo de la tubería de retorno del lado del condensador (circuito cerrado del condensador)
- 11a'
- Tramo de la tubería de avance del lado del receptor (circuito cerrado del condensador)
- 11b'
- Tramo de la tubería de retorno del lado del receptor (circuito cerrado del condensador)
- 12
- Segunda válvula de mezcla (circuito cerrado del condensador)
- 13
- Bomba de impulsión (circuito cerrado del condensador)
- 14
- Intercambiador de calor
- 15
- Circuito cerrado del receptor
- 15a, 15b
- Válvula de cierre (circuito cerrado solar)
- 16
- Receptor 1
- 17a, 17b
- Válvula de cierre (circuito cerrado solar)
- 18
- Circuito cerrado del receptor
- 18a, 18b
- Válvula de cierre (receptor 2)
- 19
- Circuito cerrado del receptor
- 19a, 19b
- Válvula de cierre (receptor 3)
- 20
- Circuito cerrado solar
- 20a
- Avance del circuito cerrado solar
- 20b
- Retorno del circuito cerrado solar
- 21
- Receptor 2
- 21a
- Tubería al receptor 2 - avance
- 21a
- Tubería al receptor 2 - retorno
- 22
- Receptor 3
- 22a
- Tubería al receptor - avance
- 22a
- Tubería al receptor - retorno
- 23
- Tubería de bypass
- 24
- Tubería de enfriamiento de retorno
- 24a
- Tubería de enfriamiento de retorno - avance
- 24b
- Tubería de enfriamiento de retorno - retorno
- 25
- Entrada al refrigerador de retorno externo
- 25a, 25b
- Válvula de cierre en la tubería de entrada al refrigerador de retorno externo
- 26a, 26b
- Válvula de cierre del evaporador
- 27
- Válvula de retroceso
- 28
- Válvula de cierre del bypass de la bomba
- 29
- Refrigerador de retorno externo
- 30
- Segunda tubería de bypass (circuito cerrado del condensador del lado del receptor)
- 31
- Bypass de la bomba
- 32
- Bomba de impulsión del circuito cerrado solar
- 33
- Intercambiador de calor
- 34
- Tubería de cortocircuito
- T1
- Sonda de temperatura
- T2, T3
- Sondas de la temperatura exterior
Claims (20)
1. Dispositivo para la aportación y/o la
sustracción de calor a al menos un receptor (16, 22, 21), como por
ejemplo una piscina, una instalación de calefacción de un local y/o
una instalación de aire acondicionado de un local, con al menos un
absorbedor (1) solar con al menos un circuito (1a; 1b) cerrado del
absorbedor por el que circula un calorífero líquido, con una bomba
(9) de calor y con un circuito (2) cerrado del evaporador, que
comunica el absorbedor (1) solar con un evaporador (9a) de la bomba
(9) de calor, estando prevista en el circuito (2) cerrado del
evaporador una bomba (5) y en el que como dispositivo de protección
contra sobrecalentamiento se une un tramo (2b) de la tubería de
retorno del circuito (2) cerrado del evaporador con un tramo (2a) de
la tubería de avance del circuito (2) cerrado del evaporador por
medio de una primera tubería (4) de bypass, estando prevista una
primera válvula (3) de mezcla, en especial en el tramo (2b) de la
tubería de retorno o en la tubería (4) de bypass, con la que se
puede agregar al tramo (2a) de la tubería de avance calorífero más
frío procedente del tramo (2b) de la tubería de retorno,
caracterizado porque existen al menos dos circuitos (1a, 1b)
cerrados del absorbedor separados, que, con caloríferos distintos o
iguales, alimentan al menos un receptor, con preferencia al menos
dos receptores distintos, con temperaturas distintas y porque un
circuito (1a) cerrado del absorbedor alimenta el circuito (2)
cerrado del evaporador de la bomba (9) de calor, mientras que el
otro circuito (1b) cerrado del absorbedor alimenta un circuito (20)
cerrado solar con receptores (16) conectados directamente.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el absorbedor (1) solar se construye
como absorbedor de varias tuberías, con preferencia como absorbedor
de dos tuberías.
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque un circuito (11) cerrado del condensador
comunica el condensador (9b) de la bomba (9) de calor a través de
al menos una tubería (11a, 11a', 21a, 22a) de avance y al menos una
tubería (11b, 11b', 21b, 22b) de retorno con uno o varios receptores
(16, 21, 22).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque se prevé un intercambiador (14)
de calor, que conecta el circuito (11) cerrado del condensador con
al menos un circuito (15, 18, 19) cerrado del
receptor.
receptor.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 4, caracterizado porque al menos un circuito (15) cerrado
del receptor está conectado a través de tuberías (22a, 22b) de
avance y de retorno directamente con el condensador (9b) de la bomba
(9) de calor.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizado porque delante de los receptores (16,
21, 22) están conectadas válvulas (15a, 15b, 17a, 17b, 18a, 18b,
19a, 19b) de cierre.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 6, caracterizado porque en la tubería (11a, 11a', 21a,
22a) de avance y en la tubería (11b, 11b', 21b, 22b) de retorno del
circuito (11) cerrado del condensador se prevén válvulas (10a, 10b)
de cierre para separar los tramos (11a, 11b) de avance y de retorno
del lado del condensador de los tramos (11a', 11b', 21a, 21b, 22a,
22b) de avance y de retorno del receptor y porque en la tubería
(2a, 2a') de avance y en la tubería (2b, 2b') de retorno del
circuito (2) cerrado del evaporador se prevén válvulas (6a, 6b) de
cierre para separar los tramos (2a', 2b') de avance y de retorno del
lado del absorbedor de los tramos (2a, 2b) de avance y de retorno
del lado del evaporador, estando conectados los tramos (11a', 11b')
de las tuberías de avance y de retorno del lado del lado del
receptor del circuito (11) cerrado del condensador por medio de
tuberías (23) de bypass con los tramos (2a, 2b) de las tuberías de
avance y de retorno del lado del evaporador del circuito (2)
cerrado del evaporador de la bomba (9) de calor y estando
conectados los tramos (11a, 11b) de las tuberías de avance y de
retorno del circuito (11) cerrado del condensador por medio de
tuberías (24) de enfriamiento de retorno con los tramos (2a', 2b')
de las tuberías de avance y de retorno del circuito (2) cerrado del
evaporador.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 7, caracterizado porque se prevé al menos un dispositivo
adicional de protección contra sobrecalentamiento, que posee con
preferencia tuberías (24) de enfriamiento de retorno conectadas con
al menos un dispositivo (29) adicional, en especial un refrigerador
de retorno de glicol, para la disipación del calor de escape.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque como dispositivo adicional de protección
contra sobrecalentamiento se conectan los tramos (11a', 11b') de
las tuberías de avance y de retorno del lado del receptor del
circuito (11) cerrado del condensador por medio de una segunda
tubería (30) de bypass, previendo una segunda válvula (12) de
mezcla, en especial en el tramo (11b') de la tubería de retorno, con
la que se puede agregar al tramo (11a') de la tubería de avance un
calorífero más frío procedente del tramo (11b') de la tubería de
retorno.
10. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque como dispositivo
adicional de protección contra sobrecalentamiento se conecta el
tramo (2b) de la tubería de avance del lado del evaporador del
circuito (2) cerrado del evaporador por medio de un intercambiador
(33) de calor con al menos un receptor (35).
11. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la primera y/o
la segunda válvula (3, 12) de mezcla se construye como válvula de
dos vías o como válvula de tres vías.
12. Procedimiento para la aportación y/o la
sustracción de calor a receptores (16, 21, 22, 35), como por ejemplo
una piscina, una instalación de calefacción de locales y/o una
instalación de acondicionamiento de aire para locales, con un
dispositivo, con al menos un absorbedor (1) solar con al menos un
circuito (1a; 1b) cerrado del absorbedor por el que circula un
calorífero líquido, con una bomba (9) de calor y con una circuito
(2) cerrado del evaporador, que comunica el absorbedor (1) solar
con un evaporador (9a) de la abomba (9) de calor, estando prevista
en el circuito (2) cerrado del evaporador una bomba (5) y estando
conectado como medida de protección contra sobrecalentamiento el
tramo (2b) de la tubería de retorno del circuito (2) cerrado del
evaporador con un tramo (2a) de la tubería de avance del circuito
(2) cerrado del evaporador por medio de una primera tubería (4) de
bypass y pudiendo agregar a través de una primera válvula (3) de
mezcla al tramo (2a) de la tubería de avance calorífero más frío
procedente del tramo (2b) de la tubería de retorno según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque al menos dos
circuitos (1a, 1b) cerrados del absorbedor separados alimentan al
menos un receptor, con preferencia dos receptores distintos, con
temperaturas distintas y porque con una oferta grande de calor de
la radiación solar, el circuito (20) cerrado solar entra en servicio
por apertura de las válvulas (17a, 17b) de cierre del circuito (20)
cerrado solar y que con una oferta pequeña de calor de la radiación
solar entra adicional o alternativamente en servicio, para la
alimentación del receptor (16), el circuito (33) cerrado del
receptor y/o el circuito (11) cerrado del condensador por apertura
de las válvulas (15a, 15b) de cierre.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque la válvula (3) de mezcla es regulada de
acuerdo con la temperatura del calorífero en el tramo (2a) de la
tubería de avance del circuito (2) cerrado del evaporador.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
13, caracterizado porque se realiza al menos una medida
adicional de protección contra sobrecalentamiento, incrementando
con preferencia la medida adicional de protección contra
sobrecalentamiento el caudal de la bomba (5) del circuito (2)
cerrado del evaporador a medida que aumenta la temperatura del
calorífero en e tramo (2a) de tubería de avance.
15. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque la conmutación
entre circuito (20) cerrado solar y circuito (11) cerrado del
condensador es regulada con la temperatura exterior y con la demanda
del receptor (16).
16. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque el calor de
una instalación (21) de acondicionamiento de aire se aporta al
evaporador (9a) de la bomba (9) de calor a través de un circuito
cerrado, que se compone de las tuberías (21a, 21b) de avance y de
retorno de la instalación (21) de acondicionamiento de aire, de
tramos (11a', 11b') de tuberías de avance y de retorno del lado del
receptor, de tuberías (23) de bypass y de los tramos (2a, 2b) de
las tuberías de avance y de retorno del lado del evaporador.
17. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque como medida
adicional contra sobrecalentamiento de la bomba (9) tiene lugar la
limitación de la temperatura del medio de enfriamiento de la bomba
(9) de calor por medio de la adición de calorífero más frío,
procedente de un tramo (11b') de tubería de retorno del lado del
receptor del circuito (11) cerrado del condensador, a un tramo
(11a') de la tubería de avance del lado del receptor del circuito
(11) cerrado del condensador a través de una segunda válvula (12)
de mezcla, siendo regulada con preferencia la segunda válvula (12)
de mezcla de acuerdo con la temperatura del calorífero en el tramo
(11a') de la tubería de avance del lado del receptor del circuito
(11) cerrado del condensador.
18. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque como medida
adicional de protección contra sobrecalentamiento se lleva el calor
de escape de la bomba de calor a través del circuito cerrado
formado por los tramos (11a, 11b) de las tuberías de avance y de
retorno del lado del condensador del circuito (11) cerrado del
condensador, por las tuberías (24) de refrigeración de retorno, de
los tramos (2a', 2b') de las tuberías de avance y de retorno del
lado del absorbedor y del sistema de tuberías (1a) del absorbedor
y/o por el circuito (25) cerrado a un dispositivo (29) adicional
para la disipación del calor, en especial un refrigerador de
retorno de glicol, regulando con preferencia el reparto de la
energía de calor de escape a disipar entre el absorbedor (1) solar
y el dispositivo (29) adicional para la disipación del calor por
medio de al menos una válvula (25a, 25b) dispuesta en la tubería
(24a) de refrigeración de retorno y la primera válvula (3) de
mezcla en función de la temperatura exterior y de la temperatura del
calorífero en la tubería (24a) de avance de la tubería (24) de
refrigeración de retorno.
19. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 18, caracterizado porque las válvulas
(8a, 8b) en las tuberías (23) de bypass y las válvulas (26a, 26b)
en la tubería (2) del evaporador se regulan en función de la
temperatura ambiente y/o de tiempos prefijados y/o del estado de
funcionamiento de la bomba (9) de calor, conectando con
preferencia, para el aprovechamiento directo del absorbedor (1),
estando desconectada la bomba (9) de calor, el circuito (2) cerrado
del evaporador por medio de una tubería (23) de bypass con el
circuito (11) cerrado del condensador, cerrando las válvulas (26a,
26b) de cierre del lado del evaporador y abriendo las válvulas (8a,
8b) de cierre en la tubería de bypass.
20. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 12 a 19, caracterizado porque como medida
adicional de protección contra sobrecalentamiento se conecta el
tramo (2b) de la tubería de avance del lado del evaporador del
circuito (2) cerrado del evaporador, con preferencia por medio de
un segundo intercambiador (33), de calor con al menos un receptor
(35).
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