ES2956519T3 - Procedimiento y dispositivo para sellar una cámara de gases de escape de un aparato de calefacción, en particular de una caldera de condensación, respecto de un espacio de instalación - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método y un dispositivo para sellar un espacio de gases de escape (11, 24) de un calentador (2), en particular una llamada caldera de condensación, de un espacio de instalación circundante (1), en el que se condensa condensado (12). Desde el espacio de gases de escape (11, 24) se drena a una salida (18) en el local de instalación (1), hay un sifón (16) con un flotador (17) y una función de cierre y un escape de gases del lado del quemador. El espacio (11) está separado de un espacio para gases de escape (24) del lado del sifón a través de una pared intermedia (14). se separa, que se sumerge con un borde inferior (21) en un recipiente amortiguador de presión (23) que se puede llenar con un depósito de líquido (13) hasta tal punto que cuando se llena el recipiente amortiguador de presión (23), no hay gas sobre una superficie (19, 22) del depósito de líquido (13) entre el espacio de gas de escape (11) del lado del quemador y el espacio de gas de escape (24) del lado del sifón se puede intercambiar excepto a través de una abertura (15) en la pared intermedia (14) sobre la superficie (19, 22) del depósito de líquido (13), cuyo área de sección transversal es más pequeña que un área de sección transversal libre debajo de un borde inferior (21) de la pared intermedia (14) en el depósito de líquido (13) en el depósito de amortiguación de presión (23). La presente invención permite mantener las fluctuaciones dinámicas de presión en un calentador, por ejemplo debido a un encendido retardado, lo más lejos posible de un sifón con flotador y función de cierre, de modo que pueda garantizar la estanqueidad entre la sala de extracción y la sala de instalación. , independientemente de su diseño y dimensiones. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para sellar una cámara de gases de escape de un aparato de calefacción, en particular de una caldera de condensación, respecto de un espacio de instalación

La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para sellar una cámara de gases de escape de un aparato de calefacción, en particular una denominada caldera de condensación, de un espacio de instalación. Los aparatos de calefacción para calentar edificios y/o agua potable se instalan típicamente en un espacio accesible, en particular en el sótano de un edificio. En este caso, es especialmente importante que no puedan entrar gases de escape en el espacio de instalación, ya que esto podría tener consecuencias negativas para la salud de las personas que entren en el espacio de instalación o se encuentren en otras partes del edificio. Por lo tanto, se requiere un alto nivel de estanqueidad para este tipo de aparatos de calefacción. Por otra parte, en determinadas condiciones de funcionamiento se forma agua de condensación en los intercambiadores de calor de este tipo de aparatos de calefacción, la cual debe ser eliminada, lo que típicamente conduce a un drenaje en el espacio de instalación. Según el estado de la técnica, su estanqueidad se consigue la mayoría de las veces mediante un sifón con líquido sellante o mediante un flotador con función de cierre, que es suficiente para situaciones de funcionamiento normales.

Los documentos DE102015216688 A1 y DE10025729 A1 describen dispositivos para sellar una cámara de gases de escape de un aparato de calefacción respecto de un espacio de instalación circundante, estando presente un sifón con flotador y función de cierre para drenar el condensado de la cámara de gases de escape a una salida en el espacio de instalación, y en donde una cámara de gases de escape del lado del quemador está separada de una cámara para gases de escape en el lado del sifón por una pared intermedia, que con su borde inferior se sumerge en un depósito de amortiguación de presión, que se puede llenar con un líquido disponible hasta tal punto que cuando el depósito de amortiguación de presión está lleno, no se puede intercambiar gas por encima de una superficie del líquido disponible entre la cámara de gases de escape del lado del quemador y la cámara de gases de escape del lado del sifón.

Hay situaciones en las que se producen golpes de ariete en la cámara de gases de escape, lo que puede ejercer presión sobre un sifón de este tipo. Al encender un quemador pueden producirse, por ejemplo, los denominados encendidos duros, en donde el encendido se produce tan tarde después de abrir el suministro de combustible que ya se ha acumulado una cierta cantidad de mezcla inflamable en la cámara de combustión. Esto conduce entonces a un pequeño tipo de deflagración cuando se enciende y provoca picos de presión en la cámara de gases de escape y en todos los sistemas asociados con ella. El principio del sifón con flotador se basa en el efecto gravitacional de una columna de agua en los vasos comunicantes. La columna de agua crea una separación móvil y flexible entre la cámara de gases de escape y el espacio de instalación, de modo que solo se transmiten pequeñas fuerzas de presión. Sin embargo, esto presupone que la columna de líquido tenga una altura suficiente si se deben compensar los picos de presión con un flotador sin dañar el sifón. Esto requiere a su vez suficiente espacio de instalación debajo del sistema de gases de escape, que no siempre está disponible. El problema puede empeorar aún más si los caminos para suministrar aire fresco al quemador y eliminar el gas de escape son largos, complicados y/o están diseñados con estructuras internas, p. ej., en el caso de una longitud más larga de una guía de tubo excéntrica. Esto también puede conducir a picos de sobrepresión durante el encendido o el funcionamiento y daños en el sifón.

La misión de la presente invención es resolver, al menos parcialmente, los problemas descritos con referencia al estado de la técnica y, en particular, garantizar la estanqueidad (de manera correspondiente a los requisitos legales o requisitos técnicos especificables) entre una cámara de gases de escape o un camino de los gases de escape y un espacio de instalación circundante, independientemente del diseño, tamaño y altura de la columna de agua de un sifón para drenar el condensado incluso en caso de golpes de ariete o picos de presión.

Para resolver este problema sirven un procedimiento y un dispositivo según las reivindicaciones independientes. En las respectivas reivindicaciones dependientes se indican ejecuciones ventajosas y perfeccionamientos de la invención. La descripción, especialmente en relación con los dibujos, ilustra la invención y proporciona otros ejemplos de realización.

A esto contribuye un procedimiento para sellar una cámara de gases de escape de un aparato de calefacción respecto del espacio de instalación circundante, en cuyo caso en la cámara de gases de escape se conduce un condensado desde un intercambiador de calor a una salida con un sifón con flotador y función de cierre. En su camino hacia el sifón, el condensado se recoge primero en un líquido disponible en un depósito de amortiguación de presión. Además, en el líquido disponible está sumergida una pared divisoria, de modo que el condensado solo puede fluir hacia el sifón por debajo del borde inferior de la pared divisoria. Adicionalmente, en la pared divisoria por encima de una superficie del líquido disponible en la zona de presión está incorporada una abertura que tiene una superficie de sección transversal de abertura más pequeña que una superficie de sección transversal libre en el líquido disponible en el recipiente de amortiguación de presión debajo de la pared divisoria como única conexión por encima de la superficie del líquido disponible en el depósito de amortiguación de presión entre una zona de gases de escape del lado del quemador y una zona de gases de escape del lado del sifón.

La pared divisoria separa una cámara de gases de escape en el lado del quemador de una cámara de gases de escape en el lado del sifón. En el caso de un estado de funcionamiento normal, la presión entre ambos se iguala a través de la abertura, de modo que las superficies del líquido siempre disponible en la cámara de gases de escape del lado del quemador y en la cámara de gases de escape del lado del sifón tienen la misma altura y la pared intermedia se sumerge en el líquido disponible. El depósito de amortiguación de presión forma con la pared intermedia una especie de sifón amortiguador de la presión, creando la abertura una conexión entre las dos ramas de este sifón. En este caso, la abertura es relativamente pequeña en comparación con la superficie libre en sección transversal debajo de la pared intermedia. En caso de un golpe de ariete (sobrepresión dinámica de corta duración) en la cámara de gases de escape del lado del quemador esto tiene la ventaja de que el gas que se encuentra debajo de la pared divisoria es presionado a través del líquido disponible en el depósito de amortiguación de presión, con lo que una gran parte de la presión dinámica se reduce y ya no actúa sobre el (flotador en el) sifón. La abertura, por el contrario, solo provoca una transferencia insignificante de golpes de ariete dinámicos.

Las pérdidas de líquido del líquido disponible se reponen preferiblemente con condensado del intercambiador de calor, hasta que el condensado sobrante escurra hacia el sifón a través del borde superior del depósito de amortiguación de presión en el lado del sifón. En general, la cantidad de condensado resultante será suficiente para mantener lleno el depósito de amortiguación de presión; por lo demás, se puede proporcionar algún otro tipo de recarga o control del nivel.

Como se describió anteriormente, en caso de un golpe de ariete en la cámara de gases de escape del lado del quemador, el gas fluye a través del líquido disponible en el depósito de amortiguación de presión debajo de la pared divisoria hacia la cámara de gases de escape del lado del sifón, amortiguándose el golpe de ariete y equilibrándose a continuación la presión a través de la abertura de la pared divisoria, es decir, se elimina de nuevo la posible sobrepresión que se haya producido en la zona de los gases de escape del lado del sifón. El tamaño de la superficie en sección transversal de la abertura o bien la superficie en sección transversal y la longitud y forma del camino del gas a través de la abertura determinan el tiempo necesario para la igualación de la presión. Aquí se ajustan tiempos de 1 a 10 s [segundos], preferentemente de 2 a 5 s.

Otro aspecto se refiere a un dispositivo para sellar una cámara de gases de escape de un aparato de calefacción respecto de un espacio de instalación circundante, estando presente un sifón con flotador y función de cierre para la desviación de condensado de la cámara de gases de escape a una salida en el espacio de instalación, y estando separada una cámara de gases de escape en el lado del quemador de una cámara de gases de escape en el lado del sifón mediante una pared divisoria, cuyo borde inferior se sumerge en un depósito de amortiguación de presión, que puede llenarse con un líquido disponible hasta tal punto que, cuando el depósito de amortiguación de presión está lleno, no se puede intercambiar gas por encima de una superficie del líquido disponible entre la cámara de gases de escape en el lado del quemador y la cámara de gases de escape en el lado del sifón, excepto a través de una abertura en la pared divisoria por encima de la superficie del líquido disponible, que es más pequeña en su superficie en sección transversal que una superficie en sección transversal libre debajo de un borde inferior de la pared intermedia en el líquido disponible en el depósito de amortiguación de presión.

El líquido disponible se compone preferentemente, total o parcialmente, de condensado (del agua condensada del aire de combustión). Éste se produce durante la combustión y, en determinadas condiciones de funcionamiento, escurre de un intercambiador de calor (por lo cual está presente el sifón), de modo que hay suficiente condensado disponible para el líquido disponible.

En una forma de realización preferida, la superficie en sección transversal de la abertura asciende a 0,1 hasta 10 %, preferentemente a 0,5 hasta 5 %, en particular a 1 hasta 3 % de la superficie en sección transversal libre debajo del borde inferior de la pared divisoria.

Puede estar prevista una superficie en sección transversal de la abertura de 2 a 15 mm2 [milímetros cuadrados], preferentemente de 3 a 10, en particular de 4 a 6. Estos valores se refieren a una abertura circular (agujero) y una pared divisoria de 0,1 a 2 mm [milímetros] de espesor. En el caso de una pared divisoria más gruesa o la abertura tiene otra forma, su superficie en sección transversal debe ser correspondientemente mayor.

Si la pared divisoria discurre preferentemente aproximadamente perpendicular (a la superficie del líquido disponible), los golpes de ariete dinámicos que se extienden verticalmente pasan prácticamente junto a la abertura, de modo que la abertura solo tiene un efecto despreciable en caso de golpes de ariete.

Aunque por motivos de fabricación la abertura está formada preferentemente por un agujero, también puede estar formada por tubos abiertos insertados en la pared divisoria. Luego, la superficie en sección transversal abierta y la longitud de los tubos determinan el efecto sobre las curvas de presión en el caso de golpes de ariete y la posterior compensación de presión.

Las explicaciones del procedimiento pueden utilizarse para caracterizar el dispositivo con más detalle y viceversa.

A continuación se explicará con más detalle un ejemplo de realización esquemático de la invención, al que no se limita ésta, y el modo de funcionamiento del procedimiento con ayuda de los dibujos. Estos representan:

La Fig. 1: un dispositivo según la invención para sellar una cámara de gases de escape de un aparato de calefacción y

la Fig. 2: una forma de realización de la invención con un diseño integrado de sifón y depósito de amortiguación de presión.

La Fig, 1 muestra esquemáticamente un dispositivo para sellar una cámara de gases de escape 11,24 de un aparato de calefacción 2 respecto de un espacio de instalación 1. El aparato de calefacción 2 presenta un quemador 3, al que se le suministra gas combustible desde una entrada 4 de gas combustible y aire (aire fresco) desde una entrada de aire de combustión 5. La mezcla de gas combustible y aire se quema en una cámara de combustión 9 y pasa a través de un intercambiador de calor 10 a través de una cámara de gases de escape 11 en el lado del quemador hasta una salida de gases de escape 6. La entrada de aire de combustión 5 y/o la salida de gases de escape 6 pueden estar equipadas con estructuras internas de gases 7 o bien estructuras internas de aire fresco 8, en particular accesorios, ampliaciones y similares, que influyen en las condiciones de presión en todo el sistema.

Del intercambiador de calor 10 se forma al menos temporalmente un condensado 12, que es conducido a una salida 18 en el espacio de instalación 1. Un sifón 16 con flotador 17 y función de cierre sella la cámara de gases de escape 11, 24 respecto del espacio de instalación 1. Un sifón 16 de este tipo es sensible a los golpes de ariete dinámicos y puede resultar dañado por ellos, p. ej., si por razones de espacio no se puede dimensionar lo suficiente.

Además está prevista una pared divisoria 14, que divide la cámara de gases de escape 11, 24 en una cámara de gases de escape 11 del lado del quemador y una cámara de gases de escape 24 del lado del sifón. El borde inferior de la pared divisoria 14 se sumerge en un colector de carga previa de líquido 13, que se encuentra en un depósito de amortiguación de presión 23. El líquido disponible 13 tiene una superficie 22 del lado del quemador y una superficie 19 del lado del sifón, las cuales están a la misma altura cuando la presión en ambas cámaras de gases de escape 11, 24 es la misma. Para que se ajuste este equilibrio en funcionamiento estático, en la pared divisoria 14 está prevista una abertura 15, en particular un orificio con un diámetro de 1 a 5 mm. Sin embargo, también se puede insertar un tubo en la pared divisoria 14 o la abertura puede tener una forma no redonda.

En particular, el sistema está configurado de modo que la abertura pueda procurar esencialmente una compensación de presión en un tiempo de 1 a 10 s en funcionamiento estático. Cuanto mayor sea la abertura 15, más rápidamente se produce la compensación de presión, pero, por otra parte, la abertura 15 debería tener un efecto insignificante en caso de cambios dinámicos de presión, por lo que el dimensionamiento es un compromiso entre ambos requisitos. Dado que la pared divisoria 14 discurre preferiblemente perpendicular a la superficie 19, 22 del colector de carga previa de líquido 13 (es decir, está dispuesta verticalmente) y correspondientemente la abertura 15 se encuentra aproximadamente perpendicular a cualquier flujo de presión dinámica (preferiblemente discurre aproximadamente horizontal, pero también puede estar dispuesta en un ángulo con la horizontal), es fácil encontrar un compromiso. Por lo tanto, en el caso de una curva de presión dinámica, un golpe de ariete o un pico de presión, se fuerza el paso de gas por debajo del borde inferior 21 de la pared divisoria 14, con lo que la presión dinámica se reduce considerablemente. Después de un golpe de ariete, la presión en la cámara de gases de escape 24 del lado del sifón puede ser algo mayor que en la cámara de gases de escape 11 del lado del quemador, que se vuelve a igualar en unos pocos segundos a través de la abertura 14. El sifón 16 apenas está sometido a carga dinámica. El colector de carga previa 13 se llena repetidamente con condensado 12 hasta el nivel de un borde superior 20 del depósito de amortiguación de presión 23, situado en el lado del sifón. El exceso de condensado 12 sale entonces al sifón 16 y a la salida 18.

La Fig 2 muestra otro ejemplo de realización de la invención, en donde el depósito de amortiguación de presión 23 está más estrechamente integrado con el sifón 16. Todos los componentes están provistos de los mismos números de referencia que en la Fig. 1, y solo se muestra la parte inferior de la Fig. 1 en una vista ampliada. En el caso de esta forma de realización, la cámara de gases de escape 24 del lado del sifón se encuentra completamente por encima del sifón 16, de modo que el líquido que rebosa del líquido disponible 13 fluye directamente (sin más conductos) al sifón 16 a través del borde superior 20 del lado del sifón del depósito de amortiguación de presión 23. Esto permite un diseño que ahorra espacio con una pequeña cantidad de piezas individuales.

La presente invención permite mantener las fluctuaciones dinámicas de presión, por ejemplo, debidas a un encendido retardado, lejos de un sifón con flotador y función de cierre en la medida de lo posible en el caso de un aparato de calefacción, en particular en el caso de una caldera de condensación, de modo que procure la estanqueidad entre la cámara de gases de escape y el espacio de instalación, independientemente de su diseño y dimensiones.

Lista de símbolos de referencia

1 espacio de instalación

2 caldera (de condensación)

3 quemador

4 entrada de gas combustible

5 entrada de aire de combustión (aire fresco)

6 salida de gases de escape

7 estructuras internas de gases de escape

estructuras internas de aire fresco

cámara de combustión

intercambiador de calor

cámara de gases de escape (lado del quemador)

condensado

líquido disponible

pared divisoria

abertura

sifón

flotador con función de bloqueo

salida

superficie del lado del sifón del líquido disponible

borde superior del depósito de amortiguación en el lado del sifón

borde inferior de la pared divisoria

superficie del lado del quemador del líquido disponible

depósito de amortiguación de presión

gases de escape del lado del sifón

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para sellar una cámara de gases de escape (11, 24) de un aparato de calefacción (2) respecto del espacio de instalación (1) circundante, en el que en la cámara de gases de escape (11,24) se conduce un condensado (12) desde un intercambiador de calor (10) a una salida (18) con un sifón (16) con flotador (17) y función de cierre, y en el que en su camino hacia el sifón (16), el condensado (12) se recoge primero en un líquido disponible (13) en un depósito de amortiguación de presión (23), en donde en el líquido disponible (13) está sumergida una pared divisoria (14), de modo que el condensado (12) solo puede fluir hacia el sifón (16) por debajo del borde inferior (21) de la pared divisoria (14) y en el que, además, en la pared divisoria (14) por encima de una superficie (19, 22) del líquido disponible (13) en la zona de presión se incorpora una abertura (15) que tiene una superficie de sección transversal de abertura más pequeña que una sección transversal libre en el líquido siempre disponible (13) en el recipiente de amortiguación de presión (23) debajo de la pared divisoria (14) como única conexión por encima de la superficie (19, 22) del líquido disponible (13) en el depósito de amortiguación de presión (23) entre una zona de gases de escape (11) del lado del quemador y una zona de gases de escape (24) del lado del sifón.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las pérdidas de líquido disponible (13) se reponen mediante condensado (12) del intercambiador de calor (10) hasta que el exceso de condensado (12) escurra al sifón (16) a través de un borde superior (20) del lado del sifón del depósito de amortiguación de presión (23).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que en caso de un golpe de ariete en una cámara de gases de escape (11) del lado del quemador, el gas fluye a través del líquido disponible (13) en el recipiente de amortiguación de presión (23) debajo de la pared divisoria (14) a la cámara de gases de escape (24) del lado del sifón, con lo que se amortigua el golpe de ariete, realizándose a continuación de nuevo una compensación de presión a través de la abertura (15) en la pared divisoria (14).

4. Dispositivo para sellar una cámara de gases de escape (11, 24) de un aparato de calefacción (2) respecto de un espacio de instalación (1) circundante, en donde para la desviación de condensado (12) de la cámara de gases de escape (11,24) a una salida (18) en el espacio de instalación (1) está presente un sifón (16) con flotador (17) y función de cierre, y en donde una cámara de gases de escape (11) en el lado del quemador está separada de una cámara de gases de escape (24) en el lado del sifón mediante una pared divisoria (14), cuyo borde inferior (21) se sumerge en un depósito de amortiguación de presión (23), que puede sumergirse con un líquido disponible (13) hasta tal punto que, cuando el depósito de amortiguación de presión (23) está lleno, no se puede intercambiar gas por encima de una superficie (19, 22) del líquido disponible (13) entre la cámara de gases de escape (11) en el lado del quemador y la cámara de gases de escape (24) en el lado del sifón, excepto a través de una abertura (15) en la pared divisoria (14) por encima de la superficie (19, 22) del líquido disponible (13), que es más pequeña en su superficie en sección transversal que una superficie en sección transversal libre debajo de un borde inferior (21) de la pared intermedia (14) en el líquido disponible (13) en el depósito de amortiguación de presión (23),.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, en donde el líquido disponible (13) está compuesto total o parcialmente de condensado (12).

6. Dispositivo según la reivindicación 4 o 5, en donde la superficie en sección transversal de la abertura (15) es 0,1 a 10 % la superficie en sección transversal libre debajo del borde inferior (21) de la pared divisoria (14).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, en donde la superficie en sección transversal de la abertura (15) es de 2 a 15 milímetros cuadrados.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 7, en donde la pared divisoria (14) se extiende aproximadamente perpendicular a la superficie (19, 22) del líquido disponible (13).

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 8, en donde la abertura (15) está formada por un taladro o por un tubo insertado en la pared divisoria (14).