BR202016017382Y1

BR202016017382Y1 - heat exchanger and heat recovery applied in industrial drinking water heater

Info

Publication number: BR202016017382Y1
Application number: BR202016017382-0U
Authority: BR
Inventors: Alberto Freire Martins
Original assignee: Alberto Freire Martins
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2021-06-08
Also published as: WO2018018102A1; BR202016017382U2

Abstract

“TROCADOR E RECUPERADOR DE CALOR APLICADO EM AQUECEDOR INDUSTRIAL PARA ÁGUA POTÁVEL”.Tratou a presente solicitação modelo de utilidade a um melhoramento para aquecedor industrial de água potável desenvolvido para ser aplicado ao campo de dispositivos e equipamentos para aquecer água, providos de meios geradores de calor por meio de aquecedores combinados com a circulação da água. Para ser utilizado nas mais diversas aplicações que necessitem de água quente no processo industrial, sendo formado por um sistema que coleta e reaproveita a água quente condensada nos equipamentos externos, através de um coletor de condensado (4) com tubulação de direcionamento (5) da água condensada pré-aquecida com saída (6) interligada a tubulação (7) da bomba (8) que bombeia o referido condensado para dentro do reservatório (2) para ser novamente superaquecida."HEAT EXCHANGER AND RECOVERY APPLIED IN INDUSTRIAL HEATER FOR DRINKING WATER". The present utility model request was addressed to an improvement for an industrial drinking water heater developed to be applied in the field of devices and equipment for heating water, provided with means to generate heat through heaters combined with circulating water. To be used in the most diverse applications that require hot water in the industrial process, being formed by a system that collects and reuses the hot water condensed in external equipment, through a condensate collector (4) with directing piping (5) of the preheated condensed water with outlet (6) interconnected to piping (7) of the pump (8) that pumps said condensate into the reservoir (2) to be superheated again.

Description

[001] Pleiteia a presente solicitação modelo de utilidade a um melhoramento aplicado para aquecedor industrial de água potável destinado as mais diversas aplicações de água quente necessários no processo industrial, ou simplesmente para atender usos como em restaurantes, hotéis e similares. A invenção proporciona uma combinação de aquecedores especiais a gás ou a vapor para aquecimento de água potável de forma a se obter o melhor aproveitamento do material energético queimado, reaproveitando a água aquecida por condensação proveniente dos equipamentos externos que recebem a água aquecida.[001] This request is a utility model for an improvement applied to an industrial drinking water heater for the most diverse hot water applications needed in the industrial process, or simply to meet uses such as restaurants, hotels and similar. The invention provides a combination of special gas or steam heaters for heating drinking water in order to obtain the best use of the burned energy material, reusing the water heated by condensation from external equipment that receives the heated water.

[002] O trocador será aplicado ao campo de dispositivos e equipamentos para aquecer água provida de meios geradores de calor por meio de aquecedores combinados com a circulação da água.[002] The exchanger will be applied to the field of devices and equipment to heat water provided with heat generating means by means of heaters combined with water circulation.

[003] Na técnica atual podemos citar o documento BRPI7802819-1 de 07/05/1977 que descreve um aquecedor de água a gás, no qual funciona com um recipiente cilindro aquecido externamente para que a água fria entre por um lado e sai por outro quente. Este modelo foi aprimorado do decorrer dos anos no qual foi reivindicado através do modelo de utilidade BRMU8203312-9U2 descrita abaixo na integra que trata de uma disposição introduzida em caldeira móvel a diesel idealizada em um recipiente metálico cilíndrico compartimentado e trocador de calor mobilizável, destinado a aquecer água e produzir vapor em áreas rurais, a ser utilizado para o aquecimento de ambiente e esterilização do solo, sendo para isso dotada de original disposição construtiva, com o objetivo de melhorar a sua utilização e desempenho em relação aos outros modelos usualmente encontrados no mercado, agregando a característica de mobilidade, visto ser constituída de um corpo cilíndrico (1) disposto horizontalmente sobre um chassi contendo corpos retangulares alongados (2) e corpos retangulares transversais (3), no qual ostenta em sua outra extremidade um engate (4) com trava, sendo que a base é apoiada sobre um eixo contendo pneumáticos (5) em seus respectivos extremos, e que o corpo cilíndrico (1) é constituído centralmente um dispositivo injetor-queimador (9) alimentado com óleo diesel dos reservatórios cilíndricos (10), que insere os bicos queimadores por dentro dos tubos cilíndricos, queimando o óleo diesel, fornecendo o calor por condução térmica induzida por chama direta e pela fumaça produzida.[003] In the current technique we can cite document BRPI7802819-1 of 07/05/1977 which describes a gas water heater, which works with an externally heated cylinder container so that cold water enters on one side and leaves on the other warm. This model has been improved over the years in which it was claimed through utility model BRMU8203312-9U2 described below in full, which deals with a disposition introduced in a mobile diesel boiler idealized in a compartmentalized cylindrical metal container and mobilisable heat exchanger, intended for heating water and producing steam in rural areas, to be used for space heating and soil sterilization, with an original constructive disposition, in order to improve its use and performance in relation to other models usually found on the market , adding the characteristic of mobility, as it consists of a cylindrical body (1) horizontally disposed on a chassis containing elongated rectangular bodies (2) and transversal rectangular bodies (3), which bears at its other end a coupling (4) with lock, and the base is supported on an axle containing tires (5) at its respective ends, and that the cylindrical body (1) is centrally constituted by an injector-burner device (9) fed with diesel oil from the cylindrical reservoirs (10), which inserts the burner nozzles inside the cylindrical tubes, burning the diesel oil, providing the heat by thermal conduction induced by direct flame and produced smoke.

[004] Para melhorar os modelos acima descritos, o autor idealizou um sistema de aquecimento de água industrial potável descrito no documento BRPI1105376-3A2 projetado com uma bomba (1) de recalque instalado externamente à fonte de calor, a qual suga a água do interior do reservatório do aquecedor de água industrial (2) por meio de uma tubulação de aço inox (3) provida de uma pluralidade de furos e recalca para circulação na serpentina de troca térmica (4) em contato com o trocador de calor a gás (5) ou trocador de calor a vapor (6) sendo que ao final essa água de recirculação aquecida é despejada no fundo do reservatório mantendo a temperatura desejada para cada processo mantendo-a estável.[004] To improve the models described above, the author devised a drinking industrial water heating system described in document BRPI1105376-3A2 designed with a booster pump (1) installed externally to the heat source, which sucks the water from the interior of the industrial water heater reservoir (2) by means of a stainless steel piping (3) provided with a plurality of holes and recess for circulation in the heat exchange coil (4) in contact with the gas heat exchanger (5 ) or steam heat exchanger (6) and at the end this heated recirculation water is poured into the bottom of the reservoir, maintaining the desired temperature for each process, keeping it stable.

[005] O modelo aqui proposto pelo autor é um melhoramento da patente BRPI1105376-3A2 acima descrita de autoria do próprio autor que buscou desenvolver um aquecedor no qual foi projetado para que o sistema trabalhe com um trocador de calor que usa o vapor condensado dos equipamentos externos sem usar vapor da caldeira, mas aproveitando a energia contida no condensado quando este é bombeado para retornar para caldeira.[005] The model proposed here by the author is an improvement of the patent BRPI1105376-3A2 described above, authored by the author himself, who sought to develop a heater in which it was designed so that the system works with a heat exchanger that uses the condensed steam from the equipment external without using steam from the boiler, but taking advantage of the energy contained in the condensate when it is pumped to return to the boiler.

[006] No modelo aqui proposto o aquecimento primário da água é realizado pelo trocador água/vapor e a manutenção desta temperatura é feita pelo trocador água/condensado.[006] In the model proposed here, the primary heating of the water is performed by the water/steam exchanger and the maintenance of this temperature is done by the water/condensate exchanger.

[007] já o foco do presente requerimento consiste no reaproveitamento do calor que ocorre quando a água condensada nos equipamentos externos é reaproveitada através do seu bombeamento novamente para a caldeira para aproveitar o percentual de energia térmica que está presente nesta água condensada.[007] on the other hand, the focus of this application is the reuse of heat that occurs when the condensed water in external equipment is reused by pumping it back into the boiler to take advantage of the percentage of thermal energy that is present in this condensed water.

[008] Desta forma o modelo aqui proposto foi projetado com um trocador suplementar para aproveitar a energia contida no condensador, melhorando a capacidade de aquecimento da água com menos utilização de material combustível. Ou seja, o presente modelo traz como novidade inventiva um sistema que tem como novidade inventiva o reaproveitamento da água quente que durante a sua utilização por equipamentos externos, gera externamente ao equipamento o condensa mento da água no qual é coletada e bombeada para que a mesma seja reaproveitada enquanto ainda está aquecida, para ser novamente superaquecida e retornar ao sistema de alimentação dos equipamentos externos.[008] Thus, the model proposed here was designed with a supplementary exchanger to take advantage of the energy contained in the condenser, improving the water heating capacity with less use of combustible material. In other words, the present model brings as an inventive novelty a system that has as an inventive novelty the reuse of hot water which, during its use by external equipment, generates, externally to the equipment, the condensation of water in which it is collected and pumped so that it be reused while it is still heated, to be superheated again and returned to the external equipment supply system.

[009] Este sistema de reaproveitamento e reaquecimento da água condensada é realizado de forma sucessiva, reduzindo custos com a economia significativa de energia, tratamento químico e recuperação da água, bem como garantido o aquecimento de volumes maiores de água, com menor desperdício de material energético e consequentemente menos poluição do ar através da redução das emissões de CO2, NOx e SOx.[009] This condensed water reuse and reheating system is carried out successively, reducing costs with significant energy savings, chemical treatment and water recovery, as well as ensuring the heating of larger volumes of water, with less material waste energy and consequently less air pollution by reducing CO2, NOx and SOx emissions.

[010] O trocador recuperador aqui pleiteado é uma inovação para as indústrias que utilizam o calor latente do vapor como energia para funcionamento de equipamentos. Desta forma autor busca coletar a água que foi convertida de vapor latente para água condensada em alta temperatura e reintroduzir este condensado novamente no sistema reaproveitando a sua energia térmica.[010] The recuperator exchanger pleaded here is an innovation for industries that use the latent heat of steam as energy for equipment operation. In this way, the author seeks to collect the water that was converted from latent steam to condensed water at high temperature and reintroduce this condensate back into the system, reusing its thermal energy.

[011] Os desenhos em anexo expõem sucintamente o trocador e recuperador de calor aplicado em aquecedor industrial para água potável, que conjuntamente com as referências numéricas detalhadas a seguir faz-se entender mais facilmente, embora este invento seja susceptível de concretização em muitas formas construtivas diferentes, sempre customizados para cada aplicação não mostrados nos desenhos que serão aqui descritos em detalhe e formas para a realização do referido modelo.[011] The attached drawings briefly show the heat exchanger and recuperator applied in industrial drinking water heater, which, together with the detailed numerical references below, is made more easily understood, although this invention is capable of being implemented in many constructive ways different, always customized for each application not shown in the drawings that will be described in detail here and ways to carry out the referred model.

[012] A figura 1 apresenta uma vista geral do trocador e recuperador de calor de condensado aplicado em aquecedor industrial para água potável.[012] Figure 1 shows a general view of the condensate heat exchanger and recuperator applied in industrial heater for drinking water.

[013] Compreendido por uma tubulação de entrada (1) de água fria para o reservatório (2) com serpentina de aquecimento e trocador de vapor saturado (3) no qual é caracterizado por apresentar um coletor de condensado (4) instalado nos equipamentos externo interligado por meio de tubulação de direcionamento (5) da água condensada pré-aquecida para a entrada (6) do reservatório do trocador (7) com na saída (8) interligada a tubulação (9) da bomba (10) de condução para realimentação na entrada (11) do reservatório (2) para reaquecimento.[013] Comprised of an inlet pipe (1) of cold water to the reservoir (2) with heating coil and saturated steam exchanger (3) which is characterized by having a condensate collector (4) installed in the external equipment interconnected by means of a directing piping (5) of the preheated condensed water to the inlet (6) of the exchanger reservoir (7) with the outlet (8) interconnected to the piping (9) of the pump (10) driving for feedback at the inlet (11) of the reservoir (2) for reheating.

[014] Os tubos (12) fabricados em inox apresentam uma pluralidade de furos que tem a finalidade de sucção e recalque para circulação da água do reservatório (2) do trocador.[014] The tubes (12) made of stainless steel have a plurality of holes that have the purpose of suction and hold for water circulation in the reservoir (2) of the exchanger.

[015] Na parte inferior do reservatório é apresentada uma tubulação (13) de inox com uma pluralidades de furos para recalque, fazendo assim um sistema de recirculação contínua do reservatório para os trocadores de vapor saturado ou de condensado, visando a manutenção de temperatura, evitando assim incrustação nos trocadores o que aumenta a sua vida útil.[015] At the bottom of the reservoir is presented a stainless steel pipe (13) with a plurality of holes for discharge, thus making a continuous recirculation system of the reservoir for the saturated or condensate steam exchangers, aiming at maintaining the temperature, thus avoiding incrustations on the exchangers, which increases their useful life.

Claims

1) "HEAT EXCHANGER AND RECOVERY APPLIED IN INDUSTRIAL HEATER FOR DRINKING WATER", comprised of an inlet pipe (1) of cold water to the reservoir (2) with heating coil and saturated steam exchanger (3) in which it is characterized by presenting a condensate collector (4) installed in the external equipment interconnected by means of a directing piping (5) of the preheated condensed water to the inlet (6) of the exchanger reservoir (7) with the outlet (8) interconnected the piping (9) of the pump (10) driving for feedback at the inlet (11) of the reservoir (2).

2) "HEAT EXCHANGER AND RECOVERY APPLIED IN INDUSTRIAL HEATER FOR DRINKING WATER", according to claim 1, characterized in that the central heating system of the reservoir (2) is fed back by preheated condensed water collected in the condensate collector (4 ).

3) "HEAT EXCHANGER AND RECOVERY APPLIED IN INDUSTRIAL HEATER FOR DRINKING WATER", according to claim 1, characterized in that the exchanger reservoir (7) replenishes the reservoir (2) the central heating system with collected pre-heated condensed water in the condensate collector (4) installed in the external equipment.