ES2343132T3 - Caldera mixta electrica. - Google Patents
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Abstract
Caldera mixta eléctrica que comprende: un tanque de agua (32), teniendo el tanque (32) por lo menos un elemento de calefacción eléctrico (17) en el mismo; un primer intercambiador de calor (31) que tiene un lado de entrada de calor y un lado de salida de calor: un primer circuito de intercambio de calor (19) que conecta fluidamente el lado de entrada de calor del primer intercambiador de calor (31) con el tanque (32); una primera bomba de agua (23) adaptada para hacer circular agua desde el tanque (32) a través del primer circuito de intercambio de calor (19); y una tubería de suministro de agua caliente (46) con un extremo adaptado para conectarse a la red de abastecimiento de agua y el otro extremo conectado al lado de salida de calor del primer intercambiador de calor (31); en la que el lado de salida de calor del primer intercambiador de calor (31) se adapta para conectar la tubería de suministro de agua caliente (46) a una salida de agua caliente (28), caracterizada porque, por lo menos una parte de la tubería de suministro de agua caliente (46) pasa por el interior del tanque (32).
Description
Caldera mixta eléctrica.
La presente invención se refiere a una caldera
mixta eléctrica concretamente, aunque no exclusivamente, para su
uso en sistemas de calefacción domésticos.
Una caldera mixta eléctrica de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 1 es conocida a partir del documento
GB 2 423 569.
Las calderas mixtas eléctricas convencionales se
diseñan para calentar y suministrar agua tanto al circuito de
calefacción central como a los grifos de agua caliente. A menudo, se
requiere que las calderas calienten y suministren agua tanto al
circuito de calefacción como a los grifos al mismo tiempo, si se
solicita agua caliente mientras está funcionando la calefacción
central. En tales circunstancias, las calderas mixtas convencionales
pueden tener problemas para suministrar agua caliente a los grifos
con una velocidad de flujo suficientemente alta.
En las calderas mixtas convencionales, se
utiliza un intercambiador de calor de placas para calentar agua de
la red de camino a los grifos. El intercambiador de calor recibe
agua de un tanque de almacenamiento del circuito de calefacción
central y transfiere parte del calor del agua de la calefacción
central a la red de abastecimiento de agua a medida que pasa por el
intercambiador de calor. Como existe una gran diferencia de
temperatura entre el agua de la calefacción central, p. ej., 80
grados Celsius, y el agua de la red, p. ej. 5 grados Celsius, la
transferencia de calor a través del intercambiador de calor no
resulta tan eficaz como lo sería si la diferencia de temperatura a
través del intercambiador de calor fuese menor.
Ejemplos de las calderas mixtas de la técnica
anterior se describen en EP 0 675 326 y EP 0 984 226.
Es un objetivo de la presente invención obviar o
mitigar una o más de estas desventajas.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona una caldera mixta eléctrica que
comprende:
- un tanque de agua, teniendo el tanque por lo menos un elemento de calefacción eléctrico en el mismo;
- un primer intercambiador de calor que tiene un lado de entrada de calor y un lado de salida de calor;
- un primer circuito de intercambio de calor que conecta fluidamente el lado de entrada de calor del primer intercambiador de calor con el tanque;
- una primera bomba de agua adaptada para hacer circular agua desde el tanque a través del primer circuito de intercambio de calor; y una tubería de suministro de agua caliente que tiene un extremo adaptado para conectarse a la red de abastecimiento de agua y el otro extremo conectado al lado de salida de calor del primer intercambiador de calor;
en la que el lado de salida de calor del primer
intercambiador de calor se adapta para conectar la tubería de
suministro de agua caliente a una salida de agua caliente, y por lo
menos una parte de la tubería de suministro de agua caliente pasa
por el interior del tanque.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferentemente, la parte de la tubería de
suministro de agua caliente que pasa por el interior del tanque
tiene por lo menos parcialmente forma de un serpentín.
Preferentemente, la caldera comprende
adicionalmente un conmutador de flujo en la tubería de suministro de
agua caliente, adaptado el conmutador de flujo para controlar el
funcionamiento de la primera bomba de agua.
Preferentemente, la caldera comprende
adicionalmente por lo menos un primer termostato situado adyacente
al por lo menos un elemento de calefacción, adaptado el primer
termostato para controlar el funcionamiento del elemento de
calefacción. Lo más preferentemente, la caldera comprende una
pluralidad de elementos de calefacción, y cada elemento de
calefacción tiene un primer termostato dedicado adyacente al
mismo.
Preferentemente, el tanque se adapta para
conectarse fluidamente a ambos extremos de un circuito de
calefacción central circulatorio, y la caldera comprende
adicionalmente una segunda bomba de agua adaptada para hacer
circular agua desde el tanque a través del circuito de calefacción
central.
Preferentemente, la caldera comprende
adicionalmente un segundo termostato adaptado para controlar el
funcionamiento de la segunda bomba de agua. El segundo termostato
se sitúa en el tanque adyacente a la tubería de suministro de agua
caliente.
Preferentemente, la caldera comprende
adicionalmente una tubería de desviación del agua de la red adaptada
para conectar la red directamente a la salida de agua caliente, y
una válvula mezcladora ajustable adaptada para conectar el lado de
salida de calor del primer intercambiador de calor y la tubería de
desviación con la salida de agua caliente.
Preferentemente, la tubería de desviación
incluye un conducto de llenado conectado fluidamente al tanque,
incluyendo el conducto de llenado una válvula de llenado adaptada
para permitir selectivamente el agua de la red en el tanque.
Preferentemente, la caldera comprende
adicionalmente:
- un segundo intercambiador de calor con un lado de entrada de calor y un lado de salida de calor;
- un segundo circuito de intercambio de calor que conecta fluidamente el lado de salida de calor del segundo intercambiador de calor con el tanque;
- un tercer circuito de intercambio de calor que conecta fluidamente el lado de entrada de calor del segundo intercambiador de calor en un bucle cerrado; y
- una fuente de calefacción auxiliar adaptada para calentar agua en un tercer circuito de intercambio de calor.
Preferentemente, la fuente de calefacción
auxiliar es alimentada por energía solar.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona un sistema de agua caliente y calefacción
central que comprende una caldera mixta eléctrica de acuerdo con el
primer aspecto de la presente invención, y un sistema de
calefacción central circulatorio que tiene por lo menos un radiador
en el mismo.
A continuación se describirá una forma de
realización preferente de la presente invención, solamente a modo
de ejemplo, con respecto al dibujo adjunto, en el que:
La Figura 1 muestra una vista esquemática de una
caldera mixta eléctrica;
La Figura 2 muestra un diagrama de conexiones
del circuito de control de la calefacción de la caldera de la
Figura 1; y
La Figura 3 muestra un diagrama de conexiones
del circuito de control del flujo utilizado con la caldera de la
Figura 1.
La Figura 1 muestra una caldera mixta eléctrica
de acuerdo con la presente invención. La caldera comprende un
tanque cilíndrico en general 32 en el que se sitúa por lo menos un
elemento de calefacción eléctrico. En la forma de realización
ilustrada, se proporcionan cuatro elementos de calefacción 17, 21,
24, 25. El elemento o cada elemento de calefacción 17, 21, 24, 25
se proporciona con un termostato primero dedicado (no mostrado)
adyacente al mismo y adaptado para controlar el elemento de
calefacción 17, 21, 24, 25 de una manera convencional. La caldera
incluye una serie de conmutadores para asegurar su funcionamiento
seguro. El primero de estos conmutadores es un conmutador de baja
presión 2 que monitoriza la presión dentro del tanque 32. Si la
presión cae por debajo de un valor predeterminado, el conmutador 2
se abrirá para cortar la energía a los elementos de calefacción 17,
21, 24, 25. El segundo sensor es un conmutador de alta temperatura 3
que monitoriza la temperatura dentro del tanque 32. Si la
temperatura del agua sube por encima de un nivel predeterminado, el
conmutador 3 se abrirá, cortando nuevamente la energía a los
elementos de calefacción 17, 21, 24, 25. También se proporciona una
válvula de seguridad 4 para asegurar que la presión en el tanque no
sube por encima de un nivel predeterminado. Estos componentes de
seguridad se alojan en una primera sección de un cuadro eléctrico 5,
que también aloja un circuito de control de calefacción 60 en una
segunda sección. También se proporciona una segunda carcasa 22 en la
caldera para alojar el circuito de control de flujo. Tanto el
circuito de control de flujo como el de calefacción se describirán
en mayor detalle más adelante con respecto a las Figuras 2 y 3.
Preferentemente, la caldera tiene una primera
tubería de salida 7 a través de la cual el agua calentada por los
elementos 17, 21, 24, 25 en el tanque 32 fluye a un circuito de
calefacción central (no mostrado) que incorpora uno o más
radiadores. Para controlar el flujo al circuito de calefacción
central, la caldera puede proporcionarse con una bomba de
calefacción central 8 y una válvula unidireccional 9 en la primera
tubería de salida 7. Cuando el agua retorna desde el circuito de
calefacción central vuelve a entrar al tanque 32 a través de una
primera tubería de entrada 14. El extremo de la tubería de entrada
14 se sitúa en el tanque 32 e incluye una serie de aberturas 44 a
través de las cuales el agua fluye de vuelta al fondo del tanque
32. En la forma de realización preferente ilustrada, la tubería de
entrada 14 se proporciona con un recipiente de expansión 15 para
regular la presión y el volumen del agua dentro del circuito de
calefacción. Se puede proporcionar una tubería de entrada adicional
13 para conectar la caldera con otro circuito de flujo, dependiendo
de la aplicación.
La caldera también incluye un segundo termostato
16 que se sitúa hacia el fondo del tanque 32, adyacente a la
primera tubería de entrada 14. Este termostato 16 monitoriza la
temperatura del agua en el tanque 32 y se conecta al circuito de
control de la caldera. A través del circuito de control de la
caldera, el segundo termostato 16 controla el funcionamiento de la
bomba de calefacción central 8, como se explicará más adelante.
El agua de la red entra a la caldera a través de
una tubería de entrada del agua de la red, denominada en lo
sucesivo en la presente memoria segunda tubería de entrada 11. La
segunda tubería de entrada 11 tiene un drenaje 12 y una válvula
unidireccional 10. Esta segunda tubería de entrada 11 se divide en
una tubería de suministro de agua caliente 46 y una tubería de
desviación 45. La tubería de desviación 45 se sitúa por fuera del
tanque 32 y pasa directamente a una válvula mezcladora de tres vías
ajustable 29 cuyo funcionamiento se describirá en mayor detalle más
adelante. La tubería de desviación 45 también incluye un segundo
recipiente de expansión 47 para regular la presión y el volumen del
agua en la tubería de desviación 45. La tubería de desviación 45
también suministra agua de la red para llenar el tanque 32 a través
de un conducto de llenado 6. El conducto de llenado 6 tiene por lo
menos una válvula de llenado 48 operada manualmente que se encuentra
en posición cerrada durante el funcionamiento normal de la caldera.
Sin embargo, si el tanque 32 requiere agua, la válvula 48 puede
abrirse y el agua de la red fluirá al tanque 32 a través del
conducto de llenado 6. La válvula de llenado 48 puede a
continuación cerrarse nuevamente una vez que se ha alcanzado la
presión de agua deseada dentro del tanque 32.
Por lo menos una parte de la tubería de
suministro de agua caliente 46 pasa por el interior del tanque 32.
La parte de la tubería de suministro de agua caliente 46 dentro del
tanque 32 se conforma por lo menos parcialmente en un serpentín 20
adyacente al fondo del tanque 32. Después del serpentín 20, la
tubería de suministro de agua caliente 46 pasa de nuevo fuera del
tanque 32 y por el lado de salida de calor de un intercambiador de
calor de placas 31 antes de llegar a la válvula mezcladora de tres
vías 29 a través de una tubería de conexión 30. Se proporciona un
conmutador de flujo 26 en la tubería de suministro de agua caliente
46 para controlar el flujo del agua a través de la misma.
El intercambiador de calor 31 se proporciona
para calentar el agua de la red que pasa por la tubería de
suministro de agua caliente 46 de manera que el agua esté caliente
cuando llega a la salida de agua caliente. Se suministra calor al
lado de entrada de calor del intercambiador de calor 31 a través de
un circuito de intercambio de calor 19 del tanque 32. El agua
caliente entra al circuito 19 desde el tanque 32 a través de una
salida de agua caliente 49 en la parte superior del tanque 32. Se
proporciona un eliminador de aire automático 1 en el circuito 19
adyacente a la salida de agua caliente 49 para eliminar
automáticamente el aire del circuito 19. A continuación el agua
caliente fluye por el lado de entrada de calor del intercambiador de
calor 31, transfiriendo el calor al lado de salida de calor y al
agua de la red que fluye por la tubería de suministro de agua
caliente 46. Una bomba 23 controla el flujo de agua caliente
alrededor del circuito 19 a través de un conmutador de flujo
26.
El agua caliente vuelve a entrar al tanque 32
desde el circuito 19 a través de una tubería de entrada de agua
caliente, denominada en lo sucesivo en la presente memoria tercera
tubería de entrada 18. El extremo de la tercera tubería de entrada
18 situada en el tanque 32 tiene una serie de aberturas 51 a través
de las cuales fluye el agua dentro del tanque 32. Si se desea, la
tubería de entrada 18 puede curvarse hacia debajo de manera que el
extremo de la tubería 18 quede adyacente al fondo del tanque 32. La
tercera tubería de entrada 18 también tiene un drenaje 50 para
sacar el agua del circuito 19, cuando se desee.
La caldera funciona a través de dos fuentes de
alimentación de 230 V de la red separadas: una fuente de
alimentación para el circuito de control de calefacción y otra
fuente de alimentación para el circuito de control de flujo. La
fuente de alimentación para el circuito de control de flujo es una
fuente de alimentación de 24 horas. La fuente de alimentación para
el circuito de control de calefacción también puede ser un
abastecimiento de 24 horas, pero también podría funcionar en una
fuente de alimentación interrumpible (horas de baja demanda) donde
un abastecimiento de este tipo se hace disponible mediante un
proveedor de electricidad. Las figuras 2 y 3 muestran unas formas
de realización preferentes de los circuitos eléctricos para el
control de calefacción y de flujo, respectivamente, de la
caldera.
En relación a la Figura 2, se ilustran los
contenidos del cuadro eléctrico 5. Un circuito de control de la
calefacción, generalmente indicado como 60, se aloja dentro de una
primera sección de la carcasa 5. El circuito de control de la
calefacción 60 tiene unos terminales activo, neutro y de tierra L,
N, E que se conectan a la red 62. Entre la red y los terminales
activo, neutro y de tierra L, N, E existe un mini disyuntor de doble
polo (no mostrado) y un aislante de doble polo (no mostrado) que
protegen el circuito contra las sobretensiones.
Los terminales activo y neutro L, N se cablean a
un contactor de 12 kW, generalmente indicado como 70. El contactor
70 es un conmutador electromagnético que controla la conexión de la
red eléctrica al circuito de control de la calefacción 60. El
contactor 70 comprende un elemento contactor deslizante situado en
una bobina (no mostrada). La energía se suministra a los elementos
de calefacción cuando se activa el contactor 70, es decir cuando la
corriente pasa a través de la bobina, y la energía se corta cuando
se para la corriente a la bobina. El contactor 70 comprende un
conector de bobina neutro A1 y un conector de bobina activo A2 que
se conectan entre cualquiera de los extremos de la bobina y los
terminales neutro y activo N, L, respectivamente. El contactor 70
comprende adicionalmente un terminal neutro del contactor L1 y un
terminal activo del contactor L2 que también se conectan a los
terminales neutro y activo respectivos N, L. Cuando se suministra
energía y la bobina se activa, la corriente fluye a través del
contactor. Sin embargo, cuando se corta la energía y la bobina se
desactiva, no fluirá la corriente a través del contactor. El
conector de bobina activo A2 también se conecta al terminal activo
del contactor L2 a través de un conmutador de baja presión 2 y un
conmutador de alta temperatura 3. Por tanto, si cualquiera de los
conmutadores 2, 3 se abre, ya no se suministra corriente a la bobina
y el contactor 70 se abrirá, cortando de ese modo la energía a los
elementos de calefacción.
El terminal activo del contactor L2 conecta el
terminal activo L con los elementos de calefacción en el tanque de
la caldera a través de cuatro conexiones activas de los elementos de
calefacción, generalmente indicadas como 64. Cada conexión 64
incluye un mini disyuntor de 16A 66 para proteger los elementos
contra la sobretensión. El terminal neutro del contactor L1 se
conecta a los elementos de calefacción a través de una conexión
neutra de los elementos de calefacción 68.
La Figura 3 ilustra el circuito eléctrico del
circuito de control de flujo, generalmente indicado como 80. El
circuito de control de flujo se conecta a una alimentación por la
red eléctrica de 230 V 50 Hz 100 aparte de la que suministra al
circuito de control de calefacción mostrado en la Figura 2. La
fuente de alimentación 100 se conecta a un terminal activo 106
mediante un conmutador aislante 102 y un fusible de 3A 104. El
conmutador aislante 102 permite que la energía al circuito de flujo
80 se encienda y apague manualmente. El conmutador aislante 102 es
un aislante de doble polo que también tiene un conmutador neutro
102A conectado al terminal neutro 112 del circuito. El terminal
activo 106 también se conecta a un primer terminal de control de
calefacción externo R1 a través del segundo termostato 16. El
primer terminal de control de calefacción externo R1 se conecta a
un segundo terminal de control de calefacción externo R2 a través de
una unidad de control de calefacción externa, representada por el
conmutador 108, que puede incluir un "timer" automático, unos
controles manuales y características similares encontradas en las
unidades de control convencionales. El segundo terminal de control
de calefacción externo R2 se conecta a la bomba de la calefacción
central 8.
Opcionalmente, el segundo terminal de control de
calefacción externo R2 también puede conectarse al terminal activo
106 a través de un termostato de anticongelación convencional
110.
Así como la bomba de la calefacción central 8,
el terminal activo 106 también se conecta a la bomba del circuito
de intercambio de calor 23 a través del conmutador de flujo 26.
A continuación se describirá el funcionamiento
de la caldera. Durante el funcionamiento normal, la caldera estará
proporcionando agua caliente para el sistema de calefacción central
de una manera generalmente convencional. Es decir, los elementos de
calefacción 17, 21, 24, 25 calientan el agua del tanque 32, y esta
agua se bombea al sistema de calefacción a través de una tubería de
salida 7 y la bomba 8. Los termostatos respectivos de los elementos
de calefacción 17, 21, 24, 25 monitorizan la temperatura del agua en
el tanque y permiten la energía a los elementos cuando el agua cae
por debajo de una temperatura predeterminada. El agua vuelve del
sistema al fondo del tanque 32 a través de la tubería de retorno
14.
Cuando se abre un grifo de agua caliente, el
agua comienza a fluir a través de la salida de agua caliente 28, la
tubería de conexión 30 y la tubería de suministro de agua caliente
46. A medida que el agua comienza a fluir en la tubería de
suministro de agua caliente 46, el conmutador de flujo 26 se cierra
y se suministra energía a la bomba del circuito de intercambio de
calor 23. La bomba 23 bombea agua caliente en el circuito de
intercambio de calor 19 desde el tanque 32.
A medida que el agua de la red entra al tanque
32 en la tubería de suministro de agua caliente 46, pasa por el
serpentín 20 en el fondo del tanque 32. Pasando por el serpentín 20
permite que el agua de la red reciba calor del agua mantenida en el
tanque, elevando de ese modo la temperatura del agua de la red a
medida que pasa por el segundo ramal 46. Debido a que el agua en el
tanque se encuentra a una temperatura relativamente constante, no
se da ningún retraso en la transferencia de calor al agua de la red
en el serpentín 20. A continuación se transfiere calor adicional al
agua en el segundo ramal 46 a medida que pasa por el intercambiador
de calor de placas 31. El agua de la red recibe por tanto calor del
agua caliente del tanque 32 en dos puntos diferentes durante su
trayecto desde la segunda tubería de entrada 11 hasta la salida de
agua caliente 28.
Debido al intercambio de calor a través del
serpentín 20, el agua del fondo del tanque 32 se enfriará. El
segundo termostato 16 monitoriza constantemente la temperatura del
agua en el tanque 32 adyacente al serpentín 20. Si la temperatura
del agua en el tanque cae por debajo de un nivel predeterminado y la
calefacción central está en funcionamiento, el termostato 16 se
abrirá, cortando de esa manera la energía a la bomba de la
calefacción central 8. Como resultado, el agua calentada en el
tanque 32 queda retenida en el tanque 32 y en el bucle de
intercambio de calor 19 en lugar de ser bombeada hacia el sistema de
calefacción central. Por tanto, toda la energía térmica creada por
los elementos 17, 21, 24, 25 en el tanque 32 se dirige a calentar el
agua de la red de camino a los grifos. Una vez que la temperatura
en el tanque 32 alcanza nuevamente el nivel deseado, el termostato
16 se cerrará otra vez, reiniciando de ese modo la bomba de la
calefacción central y permitiendo que el agua en el tanque 32 sea
bombeada hacia el sistema de calefacción central. El proceso de
apagado y encendido del bombeo de la calefacción central continuará
cada vea que la temperatura del agua adyacente al serpentín 20
caiga por debajo del nivel predeterminado. Una vez que se ha cerrado
el grifo, el conmutador de flujo 26 se abrirá y la bomba 23 se
cerrará.
Un termostato o sensor de temperatura se sitúa
en la válvula mezcladora de tres vías 29. El sensor monitoriza la
temperatura del agua caliente que fluye al grifo. Si la temperatura
es demasiado alta, puede introducirse más agua de la red a la
tubería de salida 28 desde la tubería de desviación 45 ajustando la
válvula de tres vías 29. La válvula 29 se calibra de una manera
convencional para permitir este ajuste. De esta manera, puede
obtenerse agua caliente a la temperatura ideal desde un grifo de
agua caliente, sin peligro de escaldarse. Además, la válvula 29
tiene un cierre de seguridad que cerrará la válvula simplemente si
la temperatura del agua alcanza un nivel peligroso, p. ej. por
encima de los 60 grados Celsius.
Transfiriendo calor desde el agua de la
calefacción central almacenada al agua de la red entrante en dos
puntos aparte, se mejora la velocidad de transferencia de calor al
agua de la red con la presente invención. Además, transfiriendo
primero calor al agua de la red en una parte de la tubería de
suministro que pasa por el tanque, se reduce la diferencia de
temperatura entre el agua en los lados de entrada de calor y de
salida de calor del intercambiador de calor de placas. Esto tiene
como resultado una transferencia de calor mejorada a través del
intercambiador de calor de placas. Permitiendo solo que el agua se
suministre al circuito de calefacción central cuando el agua
almacenada se encuentra a una temperatura ideal, la caldera de la
presente invención no tiene que dividir su energía térmica entre
los suministros de agua caliente y de agua de la calefacción
central al mismo tiempo. Cerrando la bomba de la calefacción central
cuando se solicita agua caliente, la temperatura y el volumen del
agua en el grifo caliente se mejoran con respecto a las calderas
mixtas convencionales. Incluso si se deja abierto un grifo de agua
caliente durante 30 minutos, por ejemplo, cerrar la calefacción
central durante este período de tiempo sólo tiene como resultado una
caída de la temperatura de aproximadamente 1-2ºC.
Una caída de la temperatura de este tipo apenas se notaría. Además,
situando el segundo termostato en el tanque adyacente a la tubería
de la red, la caldera puede reaccionar más rápidamente para
contrarrestar una caída de temperatura causada por la transferencia
de calor al agua de la red.
Aunque la forma de realización preferente de la
invención se ha descrito incorporando preferentemente una bomba
para hacer circular el agua en un sistema de calefacción central,
debe entenderse que la caldera de la presente invención puede
conectarse a una bomba existente en un circuito de calefacción
central existente. Por tanto, la caldera sólo necesita comprender
la bomba de la calefacción central, o una segunda bomba de agua,
cuando una bomba de este tipo no venga ya dispuesta en el circuito
de calefacción central.
Además, la unidad de control podría incluir un
medio de visualización que muestre la información del funcionamiento
referente a la caldera que incluya, por ejemplo, el estado de
funcionamiento y unos indicadores de diagnóstico de fallos.
La caldera también puede adaptarse para recibir
agua calentada por una fuente de calor auxiliar si se desea. En tal
caso, el tanque de agua va equipado con una salida de agua
adicional, que es preferentemente un ramal sacado de la tubería de
retorno de la calefacción central. Este ramal forma parte de un
segundo circuito de intercambio de calor que permite que el agua
pase por el ramal y el lado de salida de calor de un segundo
intercambiador de calor de placas antes de volver al tanque a través
de una entrada de agua adicional. El lado de entrada de calor del
segundo intercambiador de calor de placas recibe agua de un tercer
circuito de intercambio de calor formado como un bucle cerrado. El
agua en el tercer circuito de intercambio de calor se caliente
mediante la fuente de calor auxiliar. Esta fuente de calor auxiliar
puede ser de diversos tipos, pero es preferentemente una fuente de
energía solar. Se proporciona una bomba en el tercer circuito de
intercambio de calor para bombear agua alrededor del bucle. Se
proporciona una bomba adicional en el segundo circuito de
intercambio de calor para bombear agua a través del lado de salida
de calor del segundo intercambiador de calor y de vuelta al tanque.
También se proporciona un sensor de temperatura del agua adicional
en el tanque. A través de este sensor, las bombas en el circuito de
calefacción auxiliar del dispositivo pueden controlarse para
suministrar agua calentada por la fuente de calor auxiliar cuando la
temperatura del agua en el tanque se encuentre por debajo de un
valor predeterminado. De esta manera, el agua del tanque puede
precalentarse mediante la fuente de calor auxiliar antes de activar
los elementos de calefacción principales. Esto reducirá la cantidad
de energía consumida por la caldera, particularmente si la fuente de
calor auxiliar se alimenta por energía solar.
Pueden incorporarse estas y otras modificaciones
y mejoras sin alejarse del alcance de la invención.
Claims (13)
1. Caldera mixta eléctrica que comprende:
un tanque de agua (32), teniendo el tanque (32)
por lo menos un elemento de calefacción eléctrico (17) en el
mismo;
un primer intercambiador de calor (31) que tiene
un lado de entrada de calor y un lado de salida de calor:
- un primer circuito de intercambio de calor (19) que conecta fluidamente el lado de entrada de calor del primer intercambiador de calor (31) con el tanque (32);
- una primera bomba de agua (23) adaptada para hacer circular agua desde el tanque (32) a través del primer circuito de intercambio de calor (19); y
- una tubería de suministro de agua caliente (46) con un extremo adaptado para conectarse a la red de abastecimiento de agua y el otro extremo conectado al lado de salida de calor del primer intercambiador de calor (31);
- en la que el lado de salida de calor del primer intercambiador de calor (31) se adapta para conectar la tubería de suministro de agua caliente (46) a una salida de agua caliente (28), caracterizada porque, por lo menos una parte de la tubería de suministro de agua caliente (46) pasa por el interior del tanque (32).
2. Caldera según la reivindicación 1, en la que
la parte de la tubería de suministro de agua caliente (46) que pasa
por el interior del tanque (32) tiene por lo menos parcialmente
forma de serpentín (20).
3. Caldera según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente un
conmutador de flujo (26) situado en la tubería de suministro de
agua caliente (46), el conmutador de flujo (26) adaptado para
controlar el funcionamiento de la primera bomba de agua (23).
4. Caldera según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente por lo
menos un primer termostato situado adyacente al por lo menos un
elemento de calefacción (17), el primer termostato adaptado para
controlar el funcionamiento del elemento de calefacción (17).
5. Caldera según la reivindicación 4, en la que
la caldera comprende una pluralidad de elementos de calefacción
(17, 21, 24, 25), y cada elemento de calefacción (17, 21, 24, 25)
tiene un termostato primero dedicado adyacente al mismo.
6. Caldera según la reivindicación 4 ó 5, en la
que el tanque (32) se adapta para conectarse fluidamente a ambos
extremos de un circuito de calefacción central circulatorio, y la
caldera comprende adicionalmente una segunda bomba de agua (8)
adaptada para hacer circular agua desde el tanque (32) a través del
circuito de calefacción central.
7. Caldera según la reivindicación 6, que
comprende adicionalmente un segundo termostato (16) adaptado para
controlar el funcionamiento de una segunda bomba de agua (8).
8. Caldera según la reivindicación 7, en la que
el segundo termostato (16) se sitúa en el tanque (32) adyacente a
la tubería de suministro de agua caliente (46).
9. Caldera según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente una
tubería de desviación del agua de la red (45) adaptada para
conectar la red directamente a la salida de agua caliente (28), y
una válvula mezcladora ajustable (29) adaptada para conectar el lado
de salida de calor del primer intercambiador de calor (31) y la
tubería de desviación (45) con la salida de agua caliente (28).
10. Caldera según la reivindicación 9, en la que
la tubería de desviación (45) incluye un conducto de llenado (6)
conectado fluidamente al tanque (32), incluyendo el conducto de
llenado (6) una válvula de llenado (48) adaptada para permitir
selectivamente el agua de la red al tanque (32).
11. Caldera según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende adicionalmente:
- un segundo intercambiador de calor con un lado de entrada de calor y un lado de salida de calor;
- un segundo circuito de intercambio de calor que conecta fluidamente el lado de salida de calor del segundo intercambiador de calor con el tanque (32);
- un tercer circuito de intercambio de calor que conecta fluidamente el lado de entrada de calor del segundo intercambiador de calor en un bucle cerrado; y
- una fuente de calefacción auxiliar adaptada para calentar agua en un tercer circuito de intercambio de calor.
12. Caldera según la reivindicación 11, en la
que la fuente de calefacción auxiliar es alimentada por energía
solar.
13. Sistema de agua caliente y calefacción
central que comprende una caldera mixta eléctrica de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, y un sistema de
calefacción central circulatorio con por lo menos un radiador en el
mismo.
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