ES2880296T3 - Instalación hidráulica de calefacción con capacidad de protección contra las heladas - Google Patents

Abstract

Instalación hidráulica de calefacción que comprende: - al menos un componente (10; 136a) que contiene agua o en el que se hace circular el agua, estando dicho al menos un componente situado en una zona que puede estar expuesta a las heladas y sin enterrar o dispuesto en la zona crítica del suelo, - al menos un sistema de seguridad (137) que funciona a partir de una alimentación elécrica y que se configura para ponerse en funcionamiento e impedir de este modo la congelación del agua en dicho al menos un componente cuando la temperatura de dicha zona es menor que un primer umbral de temperatura predeterminado, caracterizada por que dicho al menos un componente (10; 136a) se rodea, al menos parcialmente, por un material de cambio de fase (14) que tiene una temperatura de solidificación mayor que la del agua contenida en dicho al menos un componente, para retrasar la congelación del agua en dicho al menos un componente por un lado cuando la temperatura de dicha zona sea menor que un segundo umbral de temperatura predeterminado que es mayor que la temperatura de solidificación del agua e inferior o igual a la temperatura de solidificación de dicho material de cambio de fase y, por otro lado, cuando el sistema de seguridad falle y cuando la instalación esté parada o en fallo.

Description

DESCRIPCIÓN

instalación hidráulica de calefacción con capacidad de protección contra las heladas

La invención se refiere a una instalación hidráulica de calefacción. En particular, la invención se refiere a una instalación hidráulica de calefacción de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, y tal como se describe en el documento US 4.599.992 A.

Se conocen instalaciones hidráulicas de calefacción en las que el agua está en movimiento o en reposo, tales como tuberías, cisternas, depósitos, depósitos acumuladores...

Estas instalaciones terrestres sin enterrar o en la zona crítica pueden estar expuestas a las heladas dependiendo de los lugares o de donde se implanten. Este es el caso de las instalaciones que se implantan en el exterior de los locales y también de las instalaciones que se implantan en locales sin calefacción durante el periodo invernal, cuando se dan las condiciones para la aparición de la congelación.

Este tipo de problema se da generalmente en instalaciones relacionadas con el sector de la construcción y en instalaciones que equipan o están relacionadas con las viviendas.

Para solucionar el problema de las heladas, se pueden prever varias soluciones, entre ellas:

- la adición de una o varias sustancias químicas (anticongelante) en el agua de la instalación con el fin de reducir la temperatura de solidificación de la mezcla de agua y sustancias químicas;

- el calentamiento mediante resistencia eléctrica del agua de la instalación;

- la puesta en circulación del agua en la instalación siempre que esto sea posible;

- la instalación de un aislamiento térmico, cuyo espesor depende de la duración de la protección deseada (por ejemplo, para garantizar 72 horas de protección contra las heladas, se requiere un espesor de 150 mm de aislante alrededor de una tubería de 20 mm de diámetro que transporta agua a 30 °C con una temperatura del aire circundante de -10 °C).

Aunque son satisfactorias, estas soluciones tienen no obstante algunos inconvenientes:

- la adición de una o varias sustancias químicas (anticongelante) en el agua de la instalación puede dar lugar a la formación de lodos orgánicos o minerales, a reacciones químicas con los componentes de la instalación en caso de dilución inadecuada de la mezcla por parte de un usuario, a un aumento de la viscosidad de la mezcla en la instalación y, por lo tanto, a una disminución significativa del rendimiento cuando se supone que el agua de la instalación se pone en circulación;

- en ausencia accidental de alimentación eléctrica (por ejemplo, un corte de corriente), el calentamiento del agua mediante la resistencia eléctrica no puede tener lugar y la puesta en circulación del agua en la instalación, por ejemplo, mediante una bomba, tampoco no es posible;

- un aislamiento térmico eficaz va acompañado de un gran espesor de aislante, lo que hace que se ocupe una gran cantidad de volumen, lo que resulta problemático cuando las limitaciones de volumen son elevadas (por ejemplo, cuando las tuberías están cerca de las paredes) y complica la implantación de la instalación dotada con un aislamiento de este tipo cuando las tuberías o las conexiones hidráulicas que conectan entre ellas partes de la instalación tienen que atravesar paredes.

La invención prevé solucionar al menos uno de los inconvenientes mencionados anteriormente proporcionando una instalación hidráulica de calefacción que comprende:

- al menos un componente que contiene agua o en el que se hace circular el agua, estando dicho componente situado en una zona que puede estar expuesta a las heladas y sin enterrar o en la zona crítica del suelo,

- al menos un sistema de seguridad que funciona a partir de una alimentación eléctrica y que se configura para ponerse en funcionamiento y evitar de este modo la congelación del agua en dicho al menos un componente cuando la temperatura de dicho componente es inferior a un primer umbral de temperatura predeterminado, caracterizada por que dicho al menos un componente se rodea, al menos parcialmente, por un material de cambio de fase que tiene una temperatura de solidificación mayor que la del agua contenida en dicho al menos un componente, con el fin de retrasar la congelación del agua en dicho al menos un componente, por un lado cuando la temperatura de dicha zona es inferior a un segundo umbral de temperatura predeterminado que es mayor que la temperatura de solidificación del agua e inferior o igual a la temperatura de solidificación de dicho material de cambio de fase y, por otro lado, cuando el sistema de seguridad falla y cuando la instalación esté parada o en fallo.

La presencia de esta capa de material de cambio de fase permite ralentizar el fenómeno de congelación en el agua contenida en dicho al menos un componente (sistema de protección contra las heladas). De hecho, cuando la temperatura del medio ambiente desciende y alcanza la temperatura de solidificación de este material, éste ve mantenida su temperatura constante hasta que toda su masa haya cambiado de estado y la energía del cambio de estado liberada haya sido absorbida por el medio ambiente en contacto con él. Las consecuencias de este cambio de estado permiten por lo tanto retrasar el descenso de la temperatura y, en consecuencia, la congelación del agua en dicho al menos un componente durante un período de tiempo que depende, en particular, del material utilizado y del espesor de este material. De este modo, se evita cualquier daño en el componente debido a la congelación (por ejemplo, el agrietamiento de una tubería) durante un determinado período de tiempo, que normalmente es mayor que el necesario para que la instalación vuelva a arrancar (después de una parada de explotación de la planta) o para que el sistema de seguridad vuelva a estar operativo (por ejemplo, el restablecimiento de la corriente eléctrica).

En comparación con un aislante térmico utilizado convencionalmente para aislar un componente de una instalación, el sistema de protección de acuerdo con la invención actúa a corto plazo allí donde el aislamiento constituye una protección a largo plazo.

Hay que tener en cuenta que el agua en la instalación rara vez es agua pura y la mayoría de las veces se puede considerar una solución acuosa, ya que puede ser en particular agua de la red de agua de la ciudad o agua muerta, que generalmente es agua con diversos aditivos.

Debido a la física de la solidificación del material de cambio de fase, cuando éste comienza a solidificarse el flujo de pérdida térmica se bloqueará durante un período de tiempo limitado dependiendo del espesor del material. Después de este tiempo limitado, el agua comienza a congelarse porque la barrera de protección ya no es eficaz.

Por el contrario, con un aislante térmico de la técnica anterior el flujo se transmite, pero se atenúa en función de la resistencia térmica del aislante. El espesor del aislante debe ser normalmente 2, 3 o 4 veces mayor que el del material de cambio de fase (MCP) en las mismas condiciones de funcionamiento, lo que aumenta considerablemente el volumen.

A modo de ejemplo, con un aislante térmico convencional, para evitar la congelación durante 72 horas de una canalización de 20 mm de diámetro que contenga agua a 30 °C y esté expuesta a una temperatura exterior de -10 °C se necesitan hasta 150 mm solo de aislamiento convencional (es decir, un diámetro exterior total de 320 mm), allí donde 40 mm de espesor de MCP son más que suficientes (es decir, un diámetro exterior total de 100 mm). Hay que tener en cuenta que estos espesores dependen en gran medida del tipo de aislante y del MCP elegido.

Hay que tener en cuenta que la instalación de calefacción (calefacción de locales en un edificio) se puede apagar, por ejemplo, por el corte de la alimentación eléctrica general, o bien puede estar en fallo (pero en funcionamiento) mientras la alimentación eléctrica general funciona.

Cuando la instalación funciona con normalidad (en servicio y sin estar en fallo), su funcionamiento mantiene una temperatura y un caudal de agua en la instalación suficientes para evitar las condiciones de congelación del agua en los componentes del sistema, incluso si la instalación o los sistemas de seguridad fallan.

Cuando la instalación se reinicia o cuando el sistema de seguridad (sistema convencional de protección contra las heladas) vuelve a estar operativo, o también cuando la temperatura de la zona que rodea al componente supera el umbral de cambio de estado, el material de cambio de fase se puede licuar, permitiendo que el componente se "recargue" sin ninguna intervención específica en el material. La protección contra las heladas del componente de la instalación vuelve entonces a ser efectiva. La "recarga" se puede realizar un gran número de veces aportando la misma protección (robustez) cada vez. Esta "recarga" se realiza rápidamente en caso de restauración del funcionamiento de la instalación o del sistema de seguridad y tarda más tiempo únicamente si se realiza cuando la temperatura del medio ambiente aumenta.

El sistema de seguridad "normal" (o los sistemas de seguridad, si hay varios) se activa por debajo de un umbral de temperatura (específico para cada sistema; por ejemplo, una resistencia controlada automáticamente por la temperatura) que es mayor que el umbral de cambio de estado del material de cambio de fase. Este umbral de cambio de estado es mayor que la temperatura de solidificación del agua. Por ejemplo, un primer sistema de seguridad tiene un umbral de puesta en marcha mayor que el de un segundo sistema de seguridad, que a su vez es mayor que el umbral de cambio de estado del material de cambio de fase.

De acuerdo con otras posibles características:

- además, con el fin de retrasar aún más la congelación del agua en la instalación, se dispone al menos una capa de aislante térmico que impide que el material de cambio de fase se solidifique demasiado rápido entre el material de cambio de fase y el medio ambiente de la zona en la que está instalado el al menos un componente; esta capa adicional (ventajosamente exterior) introduce por lo tanto un segundo retraso al fenómeno de la congelación del agua en la instalación; el sistema de protección contra las heladas comprende entonces el material de cambio de fase y el aislante térmico adicional;

- dicha al menos una capa de aislante térmico tiene un espesor que es ventajosamente menor que el espesor de la capa de aislante térmico que sería necesario en ausencia de material de cambio de fase para retrasar la aparición de la congelación en la misma medida; a modo de ejemplo, podría ser necesario un espesor de aislamiento de 200 a 250 mm en ausencia de material de cambio de fase para evitar la congelación; resulta un volumen reducido para el conjunto formado por el material de cambio de fase y dicha al menos una capa de aislante térmico, así como una apariencia visual mejorada; el volumen reducido resulta ser particularmente ventajoso en el caso de una instalación hidráulica existente en la que no se haya previsto aislamiento y las limitaciones del medio ambiente sean exigentes; la instalación de un conjunto de este tipo de volumen reducido es más fácil y menos costosa que la de un aislante grueso tal como en el ejemplo anterior;

- el espesor del conjunto formado por el material de cambio de fase y dicha al menos una capa de aislante térmico depende, en particular, de la duración de la protección contra las heladas (en Francia, una duración aceptada como razonable es de aproximadamente 60 h), de la temperatura del agua antes de que el sistema de seguridad entre en fallo cuando se cumplen las condiciones para la aparición de la congelación, y de la temperatura de la zona expuesta a las heladas en la que se encuentra dicho al menos un componente; a modo de ejemplo, el espesor de este conjunto puede ser del orden de 40 a 60 mm allí donde se requieren de 200 a 250 mm de aislante en ausencia de material de cambio de fase;

- dicho al menos un componente de la instalación de calefacción se elige entre una canalización o una parte de una canalización, un recipiente, un intercambiador térmico, una válvula, un filtro, una resistencia de calentamiento, una bomba, un vaso de expansión;

- dicho al menos un componente de la instalación de calefacción es un intercambiador térmico sumergido en un depósito que contiene el material de cambio de fase y que está rodeado por al menos una capa opcional de aislante térmico; el intercambiador puede ser de diferentes tipos (por ejemplo, de placas, coaxial...);

- el material de cambio de fase está en el interior de un recipiente que envuelve al menos parcialmente dicho al menos un componente y al menos una capa de aislante térmico opcional rodea dicho recipiente;

- el recipiente es una bolsa flexible dispuesta alrededor de dicho al menos un componente;

- dicha al menos una capa de aislante térmico forma una envoltura rígida alrededor del recipiente;

- dicho al menos un componente es una canalización y el recipiente que rodea a la canalización forma con ésta última un conducto doble;

- el conducto doble comprende una primera pared cilíndrica que contiene el agua y una segunda pared concéntrica unida a la primera mediante nervios radiales que delimitan entre ellos segmentos anulares que contienen el material de cambio de fase; un conducto doble formado en una sola pieza es de este modo más sencillo de fabricar y de poner en práctica;

- el conducto doble se fabrica por extrusión, lo que simplifica la fabricación y reduce el coste;

- el material de cambio de fase es, por ejemplo, un aceite sintético o una parafina que tiene una temperatura de solidificación comprendida entre 2 y 10 °C.

La invención también tiene por objetivo un método de funcionamiento de una instalación hidráulica de calefacción que comprende:

- al menos un componente que contiene agua o en el que se hace circular el agua, estando dicho componente en una zona que puede estar expuesta a las heladas y sin enterrar o dispuesto en la zona crítica del suelo, estando dicho al menos un componente parcialmente rodeado al menos por un material de cambio de fase que tiene una temperatura de solidificación mayor que la del agua contenida en dicho al menos un componente,

- al menos un sistema de seguridad que funciona a partir de una alimentación elécrica y que se configura para ponerse en funcionamiento y por lo tanto evitar la congelación del agua en dicho al menos un componente cuando la temperatura de dicha zona es inferior a un primer umbral de temperatura predeterminado,

de acuerdo con el método, cuando dicho al menos un sistema de seguridad falla y la instalación está parada o en fallo y cuando la temperatura de dicha zona disminuye hasta que es inferior a un segundo umbral de temperatura predeterminado que es mayor que la temperatura de solidificación del agua e inferior o igual a la temperatura de solidificación del material de cambio de fase, dicho material de cambio de fase se solidifica y la energía liberada por este cambio de estado permite retrasar la congelación del agua en dicho al menos un componente durante un período de tiempo que depende del material de cambio de fase y de su espesor

De acuerdo con este método, se deben cumplir tres condiciones para que el material de cambio de fase intervenga y desempeñe su función de protección contra las heladas con respecto al aire que rodea al componente o al suelo que rodea a este último: el sistema de seguridad debe estar en fallo y la instalación de calefacción debe estar parada o en fallo y la temperatura del medio que rodea al componente debe descender por debajo de un umbral predeterminado. Si sólo se cumplen una o dos de estas condiciones, el material de cambio de fase no interviene. Este es el caso, por ejemplo, si el sistema de seguridad falla pero la temperatura del medio que rodea al componente se mantiene por encima del umbral predeterminado. Este es igualmente el caso si la temperatura del medio que rodea al componente desciende por debajo del umbral predeterminado pero el sistema de seguridad está activado y/o la instalación funciona (calefacción del edificio).

De acuerdo con una posible característica, cuando la temperatura de dicha zona aumenta por encima de la temperatura de solidificación del material de cambio de fase, dicho material de cambio de fase se licúa y, por tanto, vuelve a ser operativo y, por lo tanto, puede de nuevo proteger dicho al menos un componente contra las heladas. De este modo, se obtiene una recarga o reajuste natural (es decir, sin intervención humana) del sistema de protección contra las heladas de dicho al menos un componente de la instalación, incluso si el sistema de seguridad sigue estando en fallo o la instalación permanece parada. Por lo tanto, se puede concebir, por ejemplo que, como resultado de las subidas y bajadas de temperatura que se producen respectivamente y de forma sucesiva durante el día y la noche, el material de cambio de fase desempeñe su función de protección durante la noche, cuando la temperatura del medio desciende por debajo del umbral predeterminado, y se recargue durante el día, debido, en particular, a las temperaturas más suaves y, por ejemplo, a la exposición solar.

Otras características y ventajas se pondrán de manifiesto en el curso de la siguiente descripción, ofrecida únicamente a modo de ejemplo no restrictivo y realizada con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- la figura 1A es una vista esquemática en sección transversal de un componente de acuerdo con una primera forma de realización de la invención;

- las figuras 1B y 1C ilustran respectivamente y de forma esquemática el aspecto de las curvas de evolución a lo largo del tiempo de la temperatura del agua en un tubo sin material de cambio de fase (1B) y con material de cambio de fase (1C);

- la figura 2 es una vista esquemática en sección transversal de un componente de acuerdo con una primera forma de realización de la invención;

- las figuras 3 y 4 ilustran los elementos constitutivos del componente de la figura 2;

- la figura 5 ilustra una configuración de un componente que se debe proteger contra las heladas que forma, con el recipiente del material de cambio de fase, un conducto doble;

- las figuras 6 a 9 muestran diferentes configuraciones posibles de intercambiadores térmicos que se deben proteger contra las heladas;

- las figuras 10 a 12 muestran diferentes configuraciones de instalaciones de calefacción dotadas con un componente que se debe proteger de las heladas.

Según se muestra en sección transversal en la figura 1A, un componente 10 de una instalación hidráulica de calefacción (por ejemplo, de un edificio) (no mostrado) de acuerdo con una primera forma de realización de la invención es en este caso una canalización o parte de una canalización (tubo o conducto) en la que normalmente el agua o el agua con aditivos 12 se pone en circulación cuando la instalación está en funcionamiento. La canalización o parte de la canalización se extiende perpendicularmente al plano de la Figura 1 en la instalación y puede ser horizontal, vertical, inclinada en toda su longitud o en una parte de su longitud.

Este componente 10 se sitúa entre dos partes de la instalación en una zona de la instalación que puede estar expuesta a las heladas. Más adelante se describirán ejemplos de instalaciones. No toda la instalación necesariamente puede estar expuesta a las heladas.

El componente se puede disponer sin enterrar o en la zona crítica del suelo, como veremos más adelante.

El componente 10 está rodeado, en este caso por completo (en toda su circunferencia vista en sección transversal), por un material o fluido de cambio de fase (MCP) que tiene una temperatura de solidificación mayor que la del agua contenida en el componente 10. El material de cambio de fase que forma una capa está contenido en este caso en un tubo o conducto 13 que rodea de manera concéntrica el tubo 10 y esto en una longitud que corresponde a la longitud del componente que puede estar sometido a las heladas. Esto puede ser únicamente una parte del tubo 10 y no en toda la longitud del tubo. El material de cambio de fase 14 ocupa de este modo el espacio anular entre los dos tubos 10 y 13.

En esta forma de realización, una capa exterior de aislante térmico 15 rodea por completo opcionalmente el segundo tubo 13 (tubo exterior) en la misma longitud que la mencionada anteriormente y, por tanto, se dispone entre el MCP y el medio ambiente de la zona en la que está instalado el tubo.

El tubo exterior 13 se puede fabricar de un material flexible o semiflexible con el fin de absorber las variaciones dimensionales del MCP a medida que se solidifica. A modo de ejemplo, puede ser necesario permitir una disminución del 13% del volumen específico del MCP a medida que se solidifica.

La instalación también comprende un sistema de seguridad (sistema convencional de protección contra las heladas no mostrado) que tiene por objetivo, cuando se cumplen las condiciones para la aparición de la congelación (temperatura de la zona que puede estar expuesta a las heladas menor que un umbral de temperatura predeterminado y que la instalación esté parada), calentar el agua (por ejemplo, resistencia de calentamiento) o hacerla circular en la instalación.

A modo de ejemplo, el sistema de seguridad puede comprender una o más resistencias eléctricas para mantener el agua por encima de su temperatura de solidificación de 0 °C o una bomba que garantice la circulación del agua por los conductos o canalizaciones.

Cuando el sistema de seguridad falla (por ejemplo, rotura de la alimentación eléctrica) y existen condiciones de congelación, la presencia del MCP retrasa la congelación del agua en el componente 10. La presencia de la capa de aislante térmico 15 permite retrasar el momento en que el MCP entra en acción y, por tanto, prolonga la protección contra las heladas.

Ventajosamente, la capa de aislante térmico 15 alrededor del MCP tiene un espesor que es menor que el espesor que tendría una capa de aislante térmico en ausencia del MCP con el fin de proteger el componente 10 contra las heladas de forma casi idéntica en términos de rendimiento. De este modo, para un tubo de 40 mm de diámetro, en ausencia del MCP, puede ser necesario un espesor de 200 a 250 mm de aislante para proteger el tubo contra las heladas durante 60 horas (período de tiempo considerado suficiente en Francia para aplicaciones domésticas).

La presencia del MCP permite reducir considerablemente el espesor del aislante a unas decenas de milímetros.

Hay que tener en cuenta que el dimensionado del espesor del conjunto (complejo) formado por el MCP 14 y la capa de aislante térmico 15 depende en particular de los siguientes factores:

- la duración de la protección contra las heladas (por ejemplo, 60h),

- la temperatura del agua en el tubo 10 antes de que el sistema de seguridad entre en fallo cuando se dan las condiciones para la aparición de la congelación, y

- la temperatura de la zona expuesta a las heladas en la que se encuentra el tubo (por ejemplo, la temperatura del aire exterior o del suelo).

El espesor de este conjunto está comprendido, por ejemplo, entre 40 y 60 mm, valores que se deben comparar con el espesor del aislante necesario en ausencia del MCP (normalmente del orden de 200 a 250 mm).

A modo de ejemplo:

- el MCP puede ser una parafina o un aceite sintético elegido por su punto de congelación mayor de 0 °C y comprendido entre 2 y 10 °C, por ejemplo, igual a 5 °C, su comportamiento volumétrico durante su congelación que consiste por ejemplo en una ligera disminución de su volumen y su elevado calor específico de licuefacción por ejemplo de 250 kJ/kg;

- el aislante térmico puede ser, por ejemplo, espuma de poliuretano expandido, de polietileno, de neopreno o de lana mineral;

- el tubo exterior 13 se puede fabricar, por ejemplo, de polietileno de alta densidad o de polietileno reticulado extruido de poco espesor, por ejemplo, 3 mm;

- el tubo interior 10 se puede fabricar de metal, por ejemplo, de cobre, o también de material plástico tal como el polietileno de alta densidad o también el polietileno reticulado, por ejemplo.

Dependiendo del rendimiento deseado, el espesor de la capa de MCP 14 puede variar, a modo de ejemplo, de 5 mm a 50 mm. Del mismo modo, la capa de aislante externa 15, en función de las prestaciones deseadas, puede variar de 5 mm a 50 mm.

Hay que tener en cuenta que el volumen total generado por el conjunto de las dos capas es, no obstante, significativamente reducido en comparación con el volumen total que se generaría por la capa de aislante térmico que sería necesaria en ausencia del MCP.

Las figuras 1B y 1C son curvas comparativas que muestran la evolución en el curso del tiempo de la temperatura del agua en un tubo sin MCP (fig. 1B) y con MCP (fig. 1C) para un mismo espesor total de aislamiento de 55 mm (espesor solo del aislante externo o la suma del espesor del MCP y el espesor del aislante externo).

Más concretamente:

- la curva de la figura 1B se ha obtenido con un tubo de cobre de 40 mm de diámetro y 2 mm de espesor, rodeado por una capa de aislante térmico de poliuretano expandido de 55 mm de espesor, con una temperatura inicial del agua en el tubo de 8 °C y una temperatura del aire exterior de -7 °C;

- la curva de la figura 1C se ha obtenido con un tubo de cobre de 40 mm de diámetro y 2 mm de espesor, rodeado por 20 mm de MCP y una capa de 35 mm de espesor de aislante térmico de poliuretano expandido con una temperatura inicial del agua en el tubo de 8 °C y una temperatura del aire exterior de -7 °C.

La comparación de las dos curvas muestra claramente, con un espesor de aislante constante, el efecto retardador de la presencia del MCP con el soporte horizontal que protege el agua del tubo de la congelación durante aproximadamente 62 h, mientras que en la figura 1B, el inicio de la congelación del agua aparece después de 5h.

La figura 2 ilustra un componente de una instalación hidráulica de calefacción (no mostrada) de acuerdo con una segunda forma de realización de la invención. Las figuras 3 y 4 ilustran los elementos constitutivos de este componente.

El componente 20 es en este caso una canalización o una parte de una canalización (tubo o conducto) por la que circula normalmente el agua o el agua con aditivos 22 cuando la instalación está en funcionamiento. La canalización o parte de la canalización se extiende de forma perpendicular al plano de la Figura 2 en la instalación y puede ser horizontal, vertical, inclinada a lo largo de toda o de una parte de su longitud.

Este componente 20 se sitúa entre dos partes de la instalación en una zona de la instalación que puede estar expuesta a las heladas. Más adelante se describirán ejemplos de instalaciones. No toda la instalación necesariamente puede estar expuesta a las heladas.

El componente se puede disponer en la superficie sin enterrar o en la zona crítica del suelo, como se verá posteriormente.

El componente 20 está rodeado, en este caso por completo (alrededor de toda su circunferencia vista en sección transversal), por un material de cambio de fase 24 (MCP) que tiene una temperatura de solidificación mayor que la del agua 22 contenida en el componente 20. El MCP 24 se coloca en el interior de un recipiente que envuelve por completo el tubo 20 a lo largo de una longitud predefinida, es decir, una longitud que corresponde a la longitud del tubo que puede estar sometido a las heladas. Se puede tratar únicamente de una parte del tubo 20 y no de toda la longitud del tubo.

En esta forma de realización, una capa exterior de aislante térmico 25 opcional rodea por completo el recipiente que contiene el MCP 24 en la misma longitud que la mencionada anteriormente y, por lo tanto, se dispone entre el MCP y el medio ambiente de la zona en la que está instalado el tubo.

Más concretamente, el recipiente que contiene el MCP 24 es una bolsa flexible 26 dispuesta alrededor del tubo 20. La bolsa flexible 26 se muestra en la figura 3 en una posición extendida en un plano (no plegada/enrollada sobre sí misma), mientras que en la figura 2 está enrollada alrededor del tubo 20 con el fin de rodearlo por completo.

Como se muestra en la figura 2, la bolsa 26 enrollada alrededor del tubo 20 está a su vez encerrada en el interior de una envoltura rígida 28 que representa una capa de aislante térmico. La envoltura rígida 28 está formada, por ejemplo, por dos partes longitudinales o seminvolturas 28a, 28b ensambladas una con la otra a lo largo de su longitud mediante, por ejemplo, pegado.

Más concretamente, la bolsa flexible 26 se puede fabricar a partir de una lámina o película de material plástico que tenga un espesor pequeño en relación con las dimensiones de la lámina o película (por ejemplo, un espesor como máximo igual a 1/10 de una de las dos dimensiones perpendiculares al espesor). La lámina, que es plana al principio, se pliega sobre sí misma a lo largo de una línea de plegado o pliegue longitudinal 29 con el fin de atrapar el MCP entre las dos partes de la lámina que están enfrentadas, según se ilustra en la figura 3. Un borde periférico 30 que se extiende en tres lados de la lámina plegada (el cuarto lado está formado por el pliegue 29) corresponde a la zona periférica a lo largo de la cual las dos partes de la lámina enfrentadas se ensamblan una con la otra, por ejemplo, mediante un sellado (por ejemplo, pegado o soldadura). La lámina plegada de este modo sobre sí misma y cerrada herméticamente forma la bolsa flexible 26.

Los dos bordes longitudinales opuestos de la bolsa 26, a saber, el pliegue 29 y el borde opuesto 30a (fig.3), se solapan cuando la bolsa se envuelve alrededor del tubo 20 según se ilustra en la figura 2 y se fijan uno al otro, por ejemplo, mediante soldadura o pegado.

Cada semienvoltura es en este caso un medio cilindro, cuyos bordes longitudinales o axiales están destinados a entrar en correspondencia con los de la otra semienvoltura y a fijarse a ella, por ejemplo, mediante pegado o mediante cualquier otro medio, tal como un medio mecánico. Las dos semienvolturas atrapan de este modo la bolsa de MCP y la mantienen alrededor del tubo 20 y en contacto con él.

La figura 4 ilustra una variante en la que la bolsa flexible 26 se fija en el interior de una de las dos semienvolturas aislantes, en este caso 28b, por ejemplo, mediante pegado. La bolsa también se puede pegar en el interior de la otra semienvoltura cuando ésta esté colocada.

De acuerdo con otra variante no mostrada, una bolsa flexible que contiene un MCP (por ejemplo, una bolsa sellada tal como la ilustrada en la figura 3) se puede fijar, por ejemplo, mediante pegado, en el interior de envolturas aislantes rígidas de diferentes formas que pueden permitir el aislamiento de longitudes rectas de tubos y codos de diferentes radios.

Todo lo que se ha dicho sobre la forma de realización de las figuras 1A a 1C se aplica a la segunda forma de realización y a sus variantes, por lo que no se repetirá. En particular, las ventajas descritas anteriormente también se aplican a esta segunda forma de realización. Además, esta segunda forma de realización es sencilla de fabricar y bastante cómoda de montar. Las dimensiones de la bolsa flexible se ajustan en función del diámetro del tubo 20 y de la duración de la protección deseada (espesor del MCP). La envoltura también tiene unas dimensiones adecuadas y es fácil de montar a partir de las dos semienvolturas que mantienen la bolsa en contacto con el tubo 20.

A modo de ejemplo:

- el tubo 20 es de metal, por ejemplo, de cobre o de material plástico tal como el polietileno;

- el MCP es una parafina con un punto de congelación de 5 °C;

- la bolsa flexible se fabrica a partir de una lámina de polietileno de 0,2 mm de espesor;

- las semienvolturas son de espuma de poliuretano

La figura 5 ilustra una tercera forma de realización de un componente de una instalación hidráulica de calefacción (no mostrada).

El componente 40 es en este caso una canalización o parte de una canalización (tubo o conducto) en la que el agua o el agua con aditivos 42 normalmente se pone en circulación cuando la instalación está en funcionamiento. La canalización o parte de la canalización se extiende longitudinalmente en la instalación y puede ser horizontal, vertical, inclinada en toda o en una parte de su longitud.

Este componente se sitúa entre dos partes de la instalación en una zona de la instalación que puede estar expuesta a las heladas. Más adelante se describirán ejemplos de instalaciones. No toda la instalación necesariamente puede estar expuesta a las heladas.

El componente se puede disponer en la superficie sin enterrar o en la zona crítica del suelo, como se verá posteriormente.

La canalización o parte de la canalización 40 está rodeada por un recipiente o cubierta que tiene la forma general de un conducto 44. El conjunto de la canalización 40 y del conducto concéntrico 44 forman un conducto doble.

Más concretamente, el conducto doble comprende una primera pared cilíndrica de la canalización 40 que contiene el agua y una segunda pared concéntrica del conducto 44 conectada a la primera pared mediante nervios radiales 46ac. El número de costillas puede variar en diferentes configuraciones de conductos dobles. Los nervios separados angularmente definen entre ellos segmentos o pasos anulares 48a-c que contienen el material de cambio de fase (MCP). El número de nervios dicta el número de segmentos. Por ejemplo, el conducto doble se fabrica por extrusión.

A modo de ejemplo, el conjunto de conductos dobles puede ser un perfil de plástico, tal como polietileno reticulado.

El conducto doble se puede rodear de al menos una capa de aislante térmico, por ejemplo, de espuma de poliuretano.

Todo lo que se ha dicho a propósito de la forma de realización de las figuras 1A a 1C se aplica a la tercera forma de realización y a sus variantes, por lo que no se repetirá. En particular, las ventajas descritas anteriormente también se aplican a esta tercera forma de realización. Además, esta tercera forma de realización es sencilla de fabricar, ya que el conducto doble se fabrica en una única y económica operación de extrusión. Además, en los dos extremos opuestos del conducto doble hay previstas piezas no mostradas que se utilzan para cerrar los segmentos anulares 48a-c con el fin de mantener el MCP en los segmentos.

A modo de ejemplo de una posible forma de realización, en el conducto doble de polietileno reticulado:

- la canalización interior 40 puede tener un diámetro interior de 16 mm y un espesor de pared de 2 mm,

- la canalización exterior puede tener un diámetro de 60 mm y un espesor de pared de 2 mm,

- el diámetro exterior total del conducto doble en este caso es de 64 mm,

- los tubos 40 y 44 se unen por tres nervios de 2 mm de espesor y dispuestos cada 120 grados.

Las figuras 6 a 9 ilustran otras formas de realización de componentes de la instalación de calefacción que se deben proteger contra las heladas cuando se instalan en una zona que puede quedar expuesta a las condicones de congelación. Las figuras muestran diferentes tipos de intercambiadores térmicos, cada uno de ellos rodeado por un material (o fluido) de cambio de fase (MCP) que, a su vez, está aislado térmicamente del medio ambiente de la zona que puede estar expuesta a las heladas por al menos una capa de aislante térmico.

En las figuras 6 a 8, el intercambiador térmico está sumergido en un depósito que contiene el MCP y está rodeado por al menos una capa de aislante térmico.

Más concretamente, la figura 6 muestra un esquema de principio de un intercambiador térmico que es en este caso, por ejemplo, un condensador 50 y comprende un circuito primario 52 y un circuito secundario 54 que se sitúan en el interior de un depósito 56 lleno de un material o fluido de cambio de fase (MCP) 58. No obstante, el depósito 56 incluye un volumen de aire 60 en la parte superior que permite absorber las variaciones de volumen del MCP durante sus cambios de estado.

El circuito primario 52 incluye una entrada 52a y una salida 52b de fluido primario.

El circuito secundario incluye una entrada 54a y una salida 54b para el fluido secundario que puede ser agua.

Las entradas y salidas mencionadas anteriormente atraviesan el aislante, la pared del depósito y el MCP.

El intercambiador térmico es, por ejemplo, un intercambiador coaxial comúnmente utilizado en la industria y que en este caso está sumergido en el MCP 58.

El depósito 56 está rodeado por una capa de aislante térmico 62 que puede ser de espuma de poliuretano.

Hay que tener en cuenta que el depósito 56 se puede fabricar de chapa de acero o de material plástico tal como de polietileno, por ejemplo, flexible o semirrígido. En el caso de que el material plástico se pueda deformar para absorber las variaciones de volumen del MCP durante sus cambios de estado, ya no es necesario prever el volumen de aire superior 60 mencionado anteriormente.

Todo lo que se ha dicho con respecto a la forma de realización de las figuras 1A a 1C se aplica a la forma de realización que se acaba de describir y a sus variantes, por lo que no se repetirá. En particular, las ventajas descritas anteriormente también se aplican a esta forma de realización.

La figura 7 muestra un esquema de principio de un intercambiador térmico que en este caso es, por ejemplo, un condensador 70 y comprende un circuito primario 72 y un circuito secundario 74 que se sitúan en el interior de un depósito 76 lleno de un material o fluido de cambio de fase (MCP) 78. No obstante, el depósito 76 incluye un volumen de aire 80 en la parte superior que permite absorber las variaciones de volumen del MCP durante sus cambios de estado.

El circuito primario 72 comprende una entrada 72a y una salida 72b de fluido primario.

El circuito secundario incluye una entrada 74a y una salida 74b de fluido secundario que puede ser agua.

El intercambiador térmico está en este caso confinado en el interior de un recinto 81 que contiene el fluido del circuito secundario (circuito de calefacción). Este recinto está sumergido en el MCP del depósito.

Más particularmente, el circuito secundario comprende, en su parte situada entre la entrada y la salida y que contribuye en el intercambio térmico con la parte correspondiente del circuito primario, un puerto O1 para la salida del fluido secundario en chorro libre en el recinto 81. El circuito secundario comprende además un orificio O2 para la entrada, en el tubo de la salida 74b, del fluido presente en el recinto 81.

Las entradas y salidas mencionadas anteriormente atraviesan el aislante, la pared del depósito, el MCP y la pared del recinto.

El intercambiador térmico es, por ejemplo, un intercambiador coaxial comúnmente utilizado en la industria.

El depósito 76 está rodeado por una capa de aislante térmico 82 que puede ser de espuma de poliuretano.

Hay que tener en cuenta que el depósito 76 se puede fabricar de chapa de acero o de material plástico tal como el polietileno, por ejemplo, flexible o semirrígido. En el caso de que el material plástico se pueda deformar para absorber las variaciones de volumen del MCP durante sus cambios de estado, ya no es necesario prever el volumen de aire superior 60 mencionado anteriormente.

Todo lo que se ha dicho con respecto a la forma de realización de las figuras 1A a 1C se aplica a la forma de realización que se acaba de describir y a sus variantes, por lo que no se repetirá. En particular, las ventajas descritas anteriormente también se aplican a esta forma de realización.

La figura 8 muestra un esquema de principio o de un intercambiador térmico que en este caso es, por ejemplo, un condensador 90 y comprende un circuito primario 92 y un circuito secundario 94 que se encuentran en el interior de un depósito 96 lleno de un material o fluido de cambio de fase (MCP) 98. No obstante, el depósito 96 incluye en la parte superior un volumen de aire 100 que permite absorber las variaciones de volumen del MCP durante sus cambios de estado.

El circuito primario 92 incluye una entrada 92a y una salida 92b de fluido primario.

El circuito secundario incluye una entrada 94a y una salida 94b de fluido secundario que puede ser agua.

Las entradas y salidas mencionadas anteriormente atraviesan el aislante, la pared del depósito y el MCP.

El intercambiador térmico es, por ejemplo, un intercambiador de placas soldadas comúnmente utilizado en la industria y que en este caso se encuentra sumergido en el MCP 98.

El depósito 96 está rodeado por una capa de aislante térmico 102 que puede ser de espuma de poliuretano.

Hay que tener en cuenta que el depósito 96 se puede fabricar de chapa de acero o de material plástico tal como el polietileno, por ejemplo, flexible o semirrígido. En el caso de que el material plástico se pueda deformar para absorber las variaciones de volumen del MCP durante sus cambios de estado, ya no es necesario prever el volumen de aire superior 100 mencionado anteriormente.

Todo lo que se ha dicho con respecto a la forma de realización de las figuras 1A a 1C se aplica a la forma de realización que se acaba de describir y a sus variantes, por lo que no se repetirá. En particular, las ventajas descritas anteriormente también se aplican a esta forma de realización.

Los componentes que se deben proteger contra las heladas también pueden ser intercambiadores térmicos no sumergidos.

La figura 9 ilustra un intercambiador térmico coaxial 110, por ejemplo, un condensador, que está envuelto por una capa aislante de MCP 112, que a su vez está rodeada por al menos una capa de aislante térmico 114 (por ejemplo: espuma de poliuretano).

El intercambiador térmico coaxial 110 forma un conducto doble que comprende un primer conducto o tubo interior 110a por el que circula uno de los dos fluidos del intercambiador y un segundo conducto o tubo exterior 110b, que rodea al primer conducto, coaxial con este último y por el que circula el otro fluido del intercambiador.

El primer conducto 110a puede, o bien formar parte del circuito primario del intercambiador y el segundo conducto 110b forma parte entonces del circuito secundario, o bien puede formar parte del circuito secundario y el segundo conducto 110b forma parte entonces del circuito secundario, de acuerdo con las configuraciones de intercambiadores seleccionadas.

El fluido 116 que circula por el primer conducto 110a es o bien un fluido primario o bien un fluido secundario de acuerdo con la naturaleza del circuito del que forma parte el conducto. Lo mismo ocurre con el fluido 118 del segundo conducto 110b.

Un recipiente 120, situado alrededor del conducto exterior 110b del intercambiador coaxial, contiene el MCP y se dispone entre la capa aislante 114 y el MCP. Más concretamente, el recipiente 120 generalmente se puede deformar para adaptarse a los cambios de volumen del MCP como ya se explicó anteriormente para otras formas de realización. El recipiente 120 se extiende perpendicularmente al plano de la sección transversal de la figura 9 y envuelve el intercambiador en toda su longitud o en una parte del mismo que puede estar expuesta a las heladas. El recipiente 120 se cierra en sus dos extremos opuestos para mantener el MCP encerrado. El recipiente 120 puede tener la forma de un conducto o tubo deformable, por ejemplo, de material plástico tal como el polietileno o el policloruro de vinilo.

Todo lo que se ha dicho con respecto a la forma de realización de las figuras 1A a 1C se aplica a la forma de realización que se acaba de describir y a sus variantes, por lo que no se repetirá. En particular, las ventajas descritas anteriormente también se aplican a esta forma de realización. Las características y ventajas de las formas de realización de las figuras 6 a 8 se pueden aplicar también a la de la figura 9.

Hay que tener en cuenta que los intercambiadores descritos en las diferentes formas de realización y variantes mencionadas anteriormente y más adelante pueden ser de forma alternativa evaporadores u otros tipos de intercambiadores que contengan un líquido que se pueda congelar. Cuando se proporcionan varios intercambiadores en una instalación, ésta puede comprender diferentes tipos de intercambiadores.

Una misma instalación puede comprender uno o más de los componentes mencionados anteriormente.

Hay que tener en cuenta que el componente o componentes que se deben proteger de la congelación en una instalación de calefacción también pueden ser un recipiente, una válvula, un filtro, una resistencia de calentamiento, una bomba, un vaso de expansión... (diferentes tipos de componentes)

En términos generales, una misma instalación hidráulica de calefacción puede comprender uno o más de los componentes mencionados anteriormente, que pueden ser del mismo tipo o de varios tipos diferentes seleccionados entre los enumerados anteriormente, así como los ilustrados en las figuras descritas.

Las figuras 10 a 12 ilustran aplicaciones de instalaciones hidráulicas de calefacción en los que un componente se sitúa en una zona que puede estar expuesta a las heladas.

La figura 10 ilustra un edificio 120 que está construido sobre un terreno 122 y el cual tiene una parte que se encuentra sobre el suelo y otra parte que se encuentra enterrada.

El suelo 122 incluye una primera parte 122a que se extiende en una pequeña profundidad a partir de la superficie en contacto con el aire ambiente (normalmente del orden de algunas decenas de centímetros) y que está sometida a las heladas (zona crítica inviernal) y una segunda parte 122b situada por debajo y que no está expuesta a la congelación (zona no crítica o libre de heladas). La parte del edificio situada por encima del suelo incluye varias habitaciones o locales P1 a P3 que están aislados térmicamente y, por lo tanto, no pueden estar expuestos a las heladas, así como una sala o local P4 (por ejemplo, en este caso un garaje) que no está aislado y, por lo tanto, puede estar expuesto a las heladas.

La parte del edificio en el suelo incluye una sala o local P5 enterrado en el suelo (sótano) y se encuentra en la zona no crítica o libre de heladas 122b.

El edificio se encuentra en una zona exterior 124 que puede estar expuesta a las heladas.

El edificio 120 incluye un sistema de calefacción 130, que en este caso es más particularmente una instalación de bomba de calor.

La instalación 130 comprende un módulo interior 132 situado en el local P5, un módulo exterior 134 situado en la zona 124 que puede estar sometida a las heladas, una canalización o conexión hidráulica 136 que conecta los dos módulos y que comprende una primera parte 136a que se encuentra en parte en la zona 124 y en parte en la zona crítica inviernal del suelo 122a y una segunda parte 136b que se extiende en la zona libre de heladas, en el local P5.

El componente de la instalación que se debe proteger contra las heladas es en este caso una parte de la canalización o conexión hidráulica, concretamente la parte 136a.

A modo de ejemplo, la instalación suele estar protegida contra las heladas por los siguientes sistemas de seguridad o de protección normal contra las heladas:

- si la instalación de calefacción está en funcionamiento, la puesta en marcha automática de la bomba de la instalación de bomba de calor y, opcionalmente, de ésta cuando la temperatura del agua contenida en la conexión hidráulica 136 desciende por debajo de un umbral predeterminado S1 (por ejemplo, 8 °C);

- si la instalación de calefacción está parada (desocupada o en fallo) y, opcionalmente, una resistencia eléctrica 137 (resistencia trazadora) que recorre la parte 136a de la conexión hidráulica y garantiza que ésta se mantenga automáticamente por encima de un umbral de temperatura inferior a S1 pero mayor que 0 °C, por ejemplo 6 °C)

La figura 11 ilustra un edificio 140 que está construido sobre un terreno 122 y el cual tiene una parte que se encuentra sobre el suelo y otra parte que se encuentra enterrada. Los mismos elementos de la figura 10 incluyen las mismas referencias y no se describirán de nuevo.

El edificio 140 cuenta con una sala o local adicional, P6, que no está aislado y, por tanto, que puede estar sometido a las heladas

El sistema de calefacción comprende una instalación de bomba de calor 142, cuyo módulo exterior 134 se conecta al módulo interior 132 mediante una canalización o conexión hidráulica 144 más larga que la de la figura 10.

La canalización o conexión hidráulica 144 comprende una primera parte 144a que se encuentra en parte en la zona 124 y en parte en la zona crítica inviernal del suelo 122a, una segunda parte 144b que se extiende en la zona libre de heladas, en parte en la zona no crítica 122b del suelo y en parte en el local P5.

El componente de la instalación que se debe proteger contra las heladas es en este caso una parte de canalización o conexión hidráulica, concretamente la parte 144a.

Los sistemas de seguridad o de protección normal contra las heladas pueden ser los mismos que los descritos para la figura 10, en particular la resistencia regulada automáticamente 137.

La figura 12 ilustra un edificio 150 que está construido sobre un terreno 122 y el cual tiene una parte que se encuentra sobre el suelo y otra parte que se encuentra enterrada. Los mismos elementos de las figuras 10 y 11 incluyen las mismas referencias y no se describirán de nuevo.

La instalación de calefacción comprende una instalación de bomba de calor 152, cuyo módulo exterior 154 está conectado al módulo interior 132 mediante una canalización o conexión hidráulica 156 que discurre tanto en el local P5 como en el local P4 que puede estar expuesto a las heladas en invierno.

La canalización o conexión hidráulica 156 incluye una primera parte 156a que se extiende en el local P5 no expuesto a las heladas y una segunda parte 156b que se extiende en el local P4.

El componente de la instalación que se debe proteger contra las heladas es en este caso una parte de canalización o conexión hidráulica, concretamente la parte 156b.

En este último ejemplo, se ha omitido deliberadamente la resistencia regulada automáticamente a lo largo de la parte de conexión hidráulica 156b. Esta parte de conexión hidráulica 156b sometida a los riesgos de las heladas está por lo tanto protegida, salvo en caso de corte de corriente accidental, por la puesta en marcha automática de la bomba de circulación de la bomba de calor, o incluso por la puesta en marcha de la propia bomba de calor si las condiciones de temperatura del medio 150 así lo exigen.

Hay que tener en cuenta que el sistema de protección contra las heladas de acuerdo con la invención (MCP con o sin aislante externo) que se aplica a los componentes que se deben proteger en las instalaciones de las figuras 10 a 12 también se puede utilizar en el interior del módulo exterior de la bomba de calor de las figuras 10 a 12.

En las figuras 10 a 12, es evidente que las partes de las conexiones hidráulicas que discurren dentro de la zona no crítica del suelo o en una zona no sometida a las heladas no requieren ninguna protección particular contra las heladas. Por esta razón, es una práctica común enterrar las conexiones hidráulicas lo más profundo posible para que estén efectivamente en la zona no crítica tanto como sea posible. La figura 11 ilustra este tipo de instalación.

Esto tiene un cierto número de inconvenientes tales como:

- El coste del movimiento de tierras;

- La dificultad de realizar un movimiento de tierras en una zona ya urbanizada (carreteras, jardines...);

- La imposibilidad de realizar movimientos de tierra al atravesar locales sometidos al riesgo de heladas (garaje, patios, etc.) cuando la instalación se realiza en un edificio existente;

- La dificultad de acceder a las tuberías que constituyen la conexión hidráulica para su inspección o reparación cuando están enterradas en profundidad.

La solución propuesta por la invención permite por lo tanto disponer de una instalación sin enterrar sin tener el inconveniente de un espesor excesivo de aislante en todo o parte del recorrido de la instalación.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. instalación hidráulica de calefacción que comprende:

- al menos un componente (10; 136a) que contiene agua o en el que se hace circular el agua, estando dicho al menos un componente situado en una zona que puede estar expuesta a las heladas y sin enterrar o dispuesto en la zona crítica del suelo,

- al menos un sistema de seguridad (137) que funciona a partir de una alimentación elécrica y que se configura para ponerse en funcionamiento e impedir de este modo la congelación del agua en dicho al menos un componente cuando la temperatura de dicha zona es menor que un primer umbral de temperatura predeterminado,

caracterizada por que dicho al menos un componente (10; 136a) se rodea, al menos parcialmente, por un material de cambio de fase (14) que tiene una temperatura de solidificación mayor que la del agua contenida en dicho al menos un componente, para retrasar la congelación del agua en dicho al menos un componente por un lado cuando la temperatura de dicha zona sea menor que un segundo umbral de temperatura predeterminado que es mayor que la temperatura de solidificación del agua e inferior o igual a la temperatura de solidificación de dicho material de cambio de fase y, por otro lado, cuando el sistema de seguridad falle y cuando la instalación esté parada o en fallo.

2. Instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que incluye al menos una capa de aislante térmico (15) que se dispone entre el material de cambio de fase y el medio ambiente de la zona en la que se instala el al menos un componente.

3. Instalación de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por que dicha al menos una capa de aislante térmico (15) tiene un espesor menor que el espesor de la capa de aislamiento térmico que sería necesaria en ausencia del material de cambio de fase.

4. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el espesor del conjunto formado por el material de cambio de fase y dicha al menos una capa de aislante térmico depende en particular de la duración de la protección contra las heladas, de la temperatura del agua antes de que el sistema de seguridad entre en fallo cuando se dan las condiciones para la aparición de la congelación y de la temperatura de la zona expuesta a las heladas en la que se sitúa dicho al menos un componente.

5. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que dicho al menos un componente de la instalación de calefacción se elige entre una canalización o una parte de una canalización (136a), un recipiente, un intercambiador térmico (50), una válvula, un filtro, una resistencia de calentamiento, una bomba y un vaso de expansión.

6. Instalación de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada por que dicho al menos un componente de la instalación de calefacción es un intercambiador térmico (50) sumergido en un depósito (56) que contiene el material de cambio de fase (58) y que está rodeado por al menos una capa de aislante térmico (62) opcional.

7. Instalación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el material de cambio de fase (24) se encuentra en el interior de un recipiente (26) que envuelve al menos parcialmente dicho al menos un componente (20) y al menos una capa de aislante térmico (25) opcional rodea dicho recipiente.

8. Instalación de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada por que el recipiente es una bolsa flexible (26) dispuesta alrededor de dicho al menos un componente.

9. Instalación de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizada por que dicha al menos una capa de aislante térmico forma una envoltura rígida (28a, 28b) alrededor del recipiente.

10. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que dicho al menos un componente (40) es una canalización y el recipiente (44) que rodea la canalización forma un conducto doble con ésta última.

11. Instalación de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada por que el conducto doble comprende una primera pared cilíndrica (40) que contiene el agua y una segunda pared concéntrica (44) conectada a la primera pared por nervios radiales (46a-c) que definen entre ellos segmentos anulares que contienen el material de cambio de fase.

12. Instalación de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque el conducto doble se fabrica por extrusión.

13. instalación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el material de cambio de fase es un aceite sintético o una parafina con una temperatura de solidificación comprendida entre 2 y 10 °C.

14. Método de funcionamiento de una instalación hidráulica de calefacción que comprende:

- al menos un componente (10; 136a) que contiene agua o en el que se hace circular el agua, estando dicho al menos un componente situado en una zona que puede estar expuesta a las heladas y sin enterrar o dispuesta en la zona crítica del suelo, estando dicho componente (10; 136a) rodeado, al menos parcialmente, por un material de cambio de fase (14) que tiene una temperatura de solidificación mayor que la del agua contenida en dicho al menos un componente,

- al menos un sistema de seguridad (137) que funciona a partir de una alimentación elécrica y que se configura para ponerse en funcionamiento e impedir de este modo la congelación del agua en dicho al menos un componente cuando la temperatura de dicha zona es menor que un primer umbral de temperatura predeterminado,

de acuerdo con el método, cuando dicho al menos un sistema de seguridad falla y la instalación esté parada o en fallo y cuando la temperatura de dicha zona disminuye hasta ser inferior a un segundo umbral de temperatura predeterminado que es mayor que la temperatura de solidificación del agua e inferior o igual a la temperatura de solidificación del material de cambio de fase, dicho material de cambio de fase se solidifica y la energía liberada por este cambio de estado permite retrasar la congelación del agua en dicho al menos un componente durante un período de tiempo que depende del material de cambio de fase y de su espesor,

15. Método de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que, cuando la temperatura de dicha zona aumenta por encima de la temperatura de solidificación del material de cambio de fase, dicho material de cambio de fase se licúa y, de este modo, vuelve a ser operativo y, por lo tanto, puede de nuevo proteger dicho al menos un componente contra las heladas.