ES1159537U - Heat pump device with double evaporator/alternative condenser (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIVO BOMBA DE CALOR CON DOBLE EVAPORADOR/CONDENSADOR ALTERNATIVO HEAT PUMP DEVICE WITH DOUBLE EVAPORATOR / ALTERNATIVE CONDENSER
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Sector de la técnica Technical sector
La presente invención está relacionada con la tecnología de bomba de calor, 5 en particular las innovaciones destinadas a mejorar su eficiencia energética a través de la energía solar, energía contenida en el aire y la acumulación energética. The present invention relates to heat pump technology, 5 in particular innovations aimed at improving its energy efficiency through solar energy, energy contained in the air and energy accumulation.
Antecedentes de la invención Background of the invention
La tecnología de bomba de calor es muy conocida en el estado de la técnica, tanto para la producción de frío como de calor. Una de las partes fundamentales del 10 equipo es el sistema evaporador o condensador exterior, consistente en una batería de tubos aleteados por cuyo interior circula el fluido refrigerante que capta la energía del aire el cual se impulsa hacia el citado intercambiador por medio de un ventilador. Estos sistemas presentan una limitación técnica ya que la dificultad de su instalación requiere personal cualificado para el manejo de los gases refrigerantes, así como el 15 vacío y carga de la unidad. Heat pump technology is well known in the state of the art, both for the production of cold and heat. One of the fundamental parts of the equipment is the evaporator system or external condenser, consisting of a battery of finned tubes whose inside circulates the refrigerant fluid that captures the energy of the air which is propelled towards said exchanger by means of a fan. These systems have a technical limitation since the difficulty of their installation requires qualified personnel to handle the refrigerant gases, as well as the vacuum and load of the unit.
Las mejoras en el aprovechamiento de la energía solar han ido encaminadas al aumento de eficiencia de paneles solares térmicos, pero estos siguen contando con importantes desventajas como por ejemplo la necesidad de un sistema apoyo energético auxiliar para periodos de ausencia de radiación solar, peso elevado, gran 20 influencia de la orientación, inclinación y limpieza del panel sobre el rendimiento del mismo… The improvements in the use of solar energy have been aimed at increasing the efficiency of solar thermal panels, but these continue to have significant disadvantages such as the need for an auxiliary energy support system for periods of absence of solar radiation, high weight, great influence of the orientation, inclination and cleaning of the panel on its performance ...
Otras mejoras han combinado el aprovechamiento solar con la tecnología de bomba de calor, mediante el uso de paneles solares descubiertos como evaporadores del circuito de bomba de calor, capaces de captar la energía procedente de radiación 25 solar y energía contenida en el ambiente. Por el interior de los paneles descubiertos circula un fluido refrigerante que cambia de estado desde líquido a gas gracias al intercambio energético a través de la superficie del panel. Estos paneles se conforman generalmente mediante la técnica de Roll-Bond, y debido a su espesor son susceptibles de sufrir deformaciones o roturas cuando circula fluido a alta presión por 30 el interior de los mismos. Esta limitación restringe el uso de refrigerantes a aquellos cuyas presiones de evaporación sean bajas como por ejemplo R134a y R407c, siendo Other improvements have combined solar utilization with heat pump technology, through the use of solar panels discovered as evaporators of the heat pump circuit, capable of capturing energy from solar radiation and energy contained in the environment. Inside the bare panels circulates a cooling fluid that changes state from liquid to gas thanks to the energy exchange through the surface of the panel. These panels are generally shaped by the Roll-Bond technique, and due to their thickness they are susceptible to deformation or breakage when fluid circulates at high pressure through the interior thereof. This limitation restricts the use of refrigerants to those whose evaporation pressures are low such as R134a and R407c, being
no viable por tanto el uso de refrigerantes como el R744 (CO2), gas totalmente ecológico sin impacto en la capa de ozono que es actualmente recomendado por los organismos medioambientales y de eficiencia energética. Por otra parte también es dificultoso el uso de los paneles solares descubiertos como condensadores del circuito frigorífico para la producción de frío ya que las presiones de condensación de los 5 gases refrigerantes son elevadas y existe el riesgo de deformación y/o rotura de los mismos. Desde el punto de vista de la instalación de estos paneles, normalmente implica la realización de numerosas soldaduras que aumentan con el número de paneles de la instalación, lo que se traduce en mayores posibilidades de fugas que ocasionarían un fallo en el funcionamiento del sistema así como una emisión de gases 10 refrigerantes a la atmósfera. Además, es necesaria la intervención de técnicos frigoristas en su instalación que realicen las soldaduras, así como el vacío y la carga de gas en la instalación. The use of refrigerants such as R744 (CO2), a completely ecological gas with no impact on the ozone layer that is currently recommended by environmental and energy efficiency organizations, is not feasible. On the other hand it is also difficult to use the solar panels discovered as condensers of the refrigeration circuit for the production of cold since the condensation pressures of the 5 refrigerant gases are high and there is a risk of deformation and / or breakage thereof. From the point of view of the installation of these panels, it usually implies the realization of numerous welds that increase with the number of panels of the installation, which translates into greater possibilities of leaks that would cause a failure in the operation of the system as well as an emission of 10 refrigerant gases into the atmosphere. In addition, it is necessary the intervention of refrigeration technicians in your installation that perform the welding, as well as the vacuum and gas loading in the installation.
No se conoce en el sector de la técnica un sistema como el que se presenta, propuesto para dar solución a los problemas técnicos que presentan los sistemas 15 expuestos con anterioridad y que permite su funcionamiento tanto con paneles solares térmicos como con paneles solares descubiertos pero con la particularidad de que por el interior de los paneles circula forzadamente un fluido caloportador, preferiblemente agua con anticongelante que capta en forma de calor sensible la energía contenida en la radiación solar además de la energía ambiental, y la transfiere al gas refrigerante 20 del circuito de bomba de calor a través de un primer intercambiador gas-agua. Este intercambiador se encuentra introducido a su vez en un recipiente relleno de un material de cambio de fase de cualquier naturaleza, por lo que la energía contenida en el agua que circula por los paneles se emplea en el la evaporación del fluido refrigerante y a la vez se va almacenando progresivamente en el material de cambio 25 de fase, que la utiliza en su cambio de fase de sólido a líquido y después la acumula en forma de calor sensible. It is not known in the technical sector a system like the one presented, proposed to solve the technical problems presented by the systems previously exposed 15 and that allows its operation with both solar thermal panels and solar panels discovered but with the peculiarity that a heat transfer fluid circulates through the panels, preferably water with antifreeze that captures the energy contained in the solar radiation in addition to the ambient energy in a form of sensible heat, and transfers it to the refrigerant gas 20 of the circuit heat pump through a first gas-water exchanger. This exchanger is in turn introduced into a container filled with a phase change material of any nature, so that the energy contained in the water flowing through the panels is used in the evaporation of the cooling fluid and at the same time It progressively stores in the phase change material 25, which uses it in its phase change from solid to liquid and then accumulates it in the form of sensible heat.
Este intercambiador gas-agua está en serie con un segundo intercambiador de calor aire-gas formado por una batería de tubos aleteada combinada con un ventilador que aspira aire y lo impulsa sobre la citada batería por cuyo interior circula el gas 30 refrigerante. El dispositivo incluye unos medios de control que lo hacen funcionar de forma eficiente, extrayendo la energía del medio que mejor convenga según las condiciones exteriores, ordenando: This gas-water exchanger is in series with a second air-gas heat exchanger formed by a finned tube battery combined with a fan that draws air and drives it on said battery through which the refrigerant gas 30 circulates. The device includes control means that make it work efficiently, extracting energy from the medium that best suits the external conditions, ordering:
- la puesta en marcha del grupo de bombeo de fluido caloportador al panel o paneles solares (cubiertos o descubiertos), para extraer energía del exterior; 35 - the start-up of the heat transfer fluid pumping group to the solar panel or panels (covered or uncovered), to extract energy from outside; 35
- o bien la puesta en marcha del ventilador para extraer la energía contenida en el aire; - or the start-up of the fan to extract the energy contained in the air;
- o bien detiene el grupo de bombeo y el ventilador, de modo que el gas refrigerante comienza a retirar la energía del citado material de cambio de fase, primero en forma de calor sensible y después en forma de calor latente de cambio de 5 fase desde líquido a sólido. - or it stops the pumping group and the fan, so that the refrigerant gas begins to withdraw the energy of said phase change material, first in the form of sensible heat and then in the form of latent heat of 5-phase change from liquid to solid
Para aumentar la eficiencia, el recipiente puede ser diseñado de forma que se introduzca el tubo de salida de gas del condensador, que contiene energía en forma de calor sensible que normalmente no es aprovechada y puede ser almacenada por el citado material para después cederla al fluido refrigerante. 10 To increase efficiency, the container can be designed so that the condenser gas outlet tube is introduced, which contains energy in the form of sensible heat that is not normally used and can be stored by said material and then transferred to the fluid. refrigerant. 10
Además de este funcionamiento eficiente, el equipo soluciona problemas técnicos anteriormente citados, de modo que permite usar cualquier tipo de refrigerante en el circuito frigorífico como por ejemplo el R744. Por otra parte, el equipo es totalmente flexible de modo que permite su combinación tanto con paneles solares térmicos convencionales como con paneles solares descubiertos. En este 15 último caso, la solución permite eliminar los inconvenientes que presentaban durante su instalación: como la realización de soldaduras, ya que al sólo disponer de conexiones hidráulicas, no precisan de técnicos especializados y los materiales usados en las conducciones pueden ser plásticos, metálicos… Y además la solución permitiría mantener las ventajas que ofrecen los paneles solares descubiertos como 20 son: la captación de radiación solar y de energía contenida en el ambiente, bajo peso, flexibilidad en la orientación e inclinación… In addition to this efficient operation, the equipment solves the aforementioned technical problems, so that it allows the use of any type of refrigerant in the refrigeration circuit such as R744. On the other hand, the equipment is totally flexible so that it can be combined with both conventional thermal solar panels and uncovered solar panels. In the latter case, the solution allows eliminating the inconveniences they presented during their installation: such as welding, since they only have hydraulic connections, they do not require specialized technicians and the materials used in the pipes can be plastic, metallic ... And in addition the solution would allow maintaining the advantages offered by solar panels discovered as 20 are: the capture of solar radiation and energy contained in the environment, low weight, flexibility in orientation and inclination ...
Estas ventajas se derivan del modo de funcionamiento calefacción, donde el objetivo es la producción de agua caliente, pero la invención ofrece la posibilidad de que cuando el equipo se instale con paneles solares descubiertos y se demande agua 25 fría, el ciclo se invierta y los intercambiadores citados actúen como condensadores alternativos, de modo que si no se disipa la energía calorífica por medio del panel/es descubiertos se ponga en marcha el ventilador para disipar la energía por medio del aire. De esta forma sí es posible el uso de los paneles descubiertos como condensadores solucionando la problemática actual del riesgo de deformación de los 30 mismos debido a las altas presiones que alcanzan los circuitos. These advantages derive from the heating mode of operation, where the objective is the production of hot water, but the invention offers the possibility that when the equipment is installed with open solar panels and cold water is demanded, the cycle is reversed and the The aforementioned exchangers act as alternative condensers, so that if the heat energy is not dissipated by means of the panel / is discovered, the fan is started to dissipate the energy by means of the air. In this way it is possible to use the panels discovered as capacitors solving the current problem of the risk of deformation of the same due to the high pressures reached by the circuits.
Los paneles usados dependerán de las preferencias del cliente, permitiendo la invención incluso la utilización de paneles híbridos fotovoltaicos-térmicos donde se The panels used will depend on the preferences of the client, allowing the invention even the use of photovoltaic-thermal hybrid panels where
capta el calor sensible del panel fotovoltaico para aportarlo a la evaporación del fluido refrigerante. captures the sensible heat of the photovoltaic panel to contribute to the evaporation of the cooling fluid.
Como se puede observar este dispositivo soluciona importantes problemas del sector de la técnica actual y además incorpora innovaciones en materia de eficiencia energética. La forma constructiva del dispositivo variará en función de la demanda de 5 agua del usuario. Para pequeñas demandas el equipo puede incorporar la mayoría de elementos bajo una misma carcasa incluyendo además un depósito acumulador de agua pero cuando las demandas son mayores el volumen de los elementos obliga a disponer de carcasas separadas, siempre a excepción de los paneles que se localizan en el exterior. 10 As you can see, this device solves important problems in the current technical sector and also incorporates innovations in energy efficiency. The constructive form of the device will vary depending on the user's water demand. For small demands, the equipment can incorporate the majority of elements under the same housing, including a water storage tank, but when the demands are greater, the volume of the elements requires the availability of separate housings, always with the exception of the panels located in the outside. 10
Descripción de la invención Description of the invention
Concretamente el objeto de la invención es un dispositivo bomba de calor que posee dos intercambiadores en serie que funcionan alternativamente, preferentemente como evaporadores para la obtención de agua caliente en el otro punto del circuito, donde uno de los evaporadores es un intercambiador agua-gas y está conectado a 15 uno o varios paneles solares que pueden ser solares térmicos de cualquier tipo, paneles solares descubiertos o híbridos fotovoltaicos- térmicos, que a partir de este momento pasarán a denominarse paneles solares. Estos citados paneles solares captan la energía de la radiación solar y/o energía ambiental y la transfieren al intercambiador agua-gas al que están conectados a través de un fluido caloportador 20 que es impulsado por una bomba. Este intercambiador se encuentra inmerso en un recipiente relleno de material de cambio de fase que puede ser de distinta naturaleza. En serie con este intercambiador agua-gas se dispone un intercambiador aire-gas el cual capta la energía contenida en el aire lo impulsa hacia el citado intercambiador. Este ciclo puede invertirse para obtener agua fría. 25 Specifically, the object of the invention is a heat pump device that has two series exchangers that work alternately, preferably as evaporators for obtaining hot water at the other point of the circuit, where one of the evaporators is a water-gas exchanger and It is connected to one or several solar panels that can be solar thermal of any kind, open solar panels or photovoltaic-thermal hybrids, which from this moment will be called solar panels. These solar panels capture the energy of solar radiation and / or environmental energy and transfer it to the water-gas exchanger to which they are connected through a heat transfer fluid 20 that is driven by a pump. This exchanger is immersed in a container filled with phase change material that can be of a different nature. In series with this water-gas exchanger, an air-gas exchanger is arranged which captures the energy contained in the air and drives it towards said exchanger. This cycle can be reversed to obtain cold water. 25
La invención un sistema de control, compuesto por una serie de sondas que emiten señales hacia un controlador que interpreta estas señales y da la orden de puesta en marcha o parada del grupo de bombeo y/o ventilador. The invention a control system, composed of a series of probes that emit signals to a controller that interprets these signals and gives the order to start or stop the pumping group and / or fan.
El dispositivo se compone de un al menos un panel solar, que puede ser un panel solar térmico o cualquier panel solar descubierto que no disponga de carcasa ni 30 acristalamientos, como por ejemplo los paneles solares termodinámicos formados por dos chapas metálicas en cuyo interior se ha conformado un circuito mediante la técnica ‘Roll-Bond’. Igualmente la invención puede combinarse con paneles de plástico The device is composed of at least one solar panel, which can be a thermal solar panel or any discovered solar panel that does not have a housing or 30 glazing, such as thermodynamic solar panels formed by two metal sheets inside which has been formed a circuit using the 'Roll-Bond' technique. The invention can also be combined with plastic panels.
como los usados en el calentamiento de agua de piscinas, conformados por tubos de materiales plásticos resistentes a las radiaciones del sol. such as those used in the heating of swimming pool water, made up of tubes of plastic materials resistant to sun radiation.
También son válidos los paneles solares híbridos, formados de la conjunción de un panel fotovoltaico y un panel térmico o termodinámico en su parte trasera. Estos paneles ofrecen la ventaja estructural de disponer de dos paneles en uno sola 5 estructura. De este modo, la energía acumulada en el panel fotovoltaico se capta por medio del panel térmico o termodinámico situado en la parte trasera el cual absorbe la energía en forma de calor sensible contenida en el panel fotovoltaico y la energía del ambiente exterior. Also valid are hybrid solar panels, formed by the conjunction of a photovoltaic panel and a thermal or thermodynamic panel at the rear. These panels offer the structural advantage of having two panels in a single structure. In this way, the energy accumulated in the photovoltaic panel is captured by means of the thermal or thermodynamic panel located at the rear which absorbs the energy in the form of sensible heat contained in the photovoltaic panel and the energy of the outdoor environment.
Por el interior del circuito del panel solar se hace circular un fluido 10 caloportador, preferiblemente una mezcla de agua con anticongelante en proporciones tales que aseguran la no congelación de la mezcla durante su servicio. La circulación del fluido es forzada mediante la acción de un grupo de bombeo. El grupo de bombeo está compuesto por una bomba necesariamente, y además puede contener elementos auxiliares como son: válvula de llenado (manual o automática) y de vaciado, válvula de 15 seguridad, desaireador, vaso de expansión, dispositivos de medida de presión y/o temperatura… A heat transfer fluid 10 is circulated inside the solar panel circuit, preferably a mixture of water with antifreeze in proportions that ensure the mixture does not freeze during service. The circulation of the fluid is forced by the action of a pumping group. The pumping group is necessarily made up of a pump, and it can also contain auxiliary elements such as: filling valve (manual or automatic) and drain, safety valve, deaerator, expansion vessel, pressure measuring devices and / or temperature ...
Cuando el sistema de control lo ordena, el grupo de bombeo impulsa el fluido caloportador hacia el panel solar donde capta la energía disponible y a su salida se dirige hacia el intercambiador de calor agua-gas. Preferiblemente, este intercambiador 20 agua-gas es del tipo tubos concéntricos, donde por un lado del intercambiador circula el fluido refrigerante y por el otro lado circula el fluido caloportador que a su salida retorna al panel solar descubierto. Este intercambiador se encuentra inmerso en un recipiente relleno de material de cambio de fase que consta de las conexiones de entrada y salida de agua y gas al citado intercambiador gas-agua y la abertura para el 25 relleno del citado material. El material de cambio de fase es seleccionado de modo que su temperatura de fusión se encuentre en el rango en el cual el sistema de control detiene el funcionamiento de la bomba. El citado recipiente puede incluir en su interior, también inmerso en el citado material de cambio de fase, el tubo de salida del condensador con sus respectivas conexiones. De este modo, si las condiciones en el 30 exterior no son favorables, los medios de control ordenan desconectar la bomba de impulsión, por lo que se detiene el flujo de fluido caloportador y el gas refrigerante comienza a retirar la energía contenida en el material de cambio de fase, primero en forma de calor sensible y después en forma de calor latente de cambio de fase desde líquido a sólido. 35 When ordered by the control system, the pumping unit drives the heat transfer fluid towards the solar panel where it captures the available energy and at its exit it is directed towards the water-gas heat exchanger. Preferably, this water-gas exchanger 20 is of the concentric tubes type, where the cooling fluid circulates on one side of the exchanger and the heat transfer fluid circulates on the other side which returns to the exposed solar panel at its outlet. This exchanger is immersed in a container filled with phase change material consisting of the water and gas inlet and outlet connections to said gas-water exchanger and the opening for the filling of said material. The phase change material is selected so that its melting temperature is in the range in which the control system stops the operation of the pump. Said container can include inside, also immersed in said phase change material, the condenser outlet tube with its respective connections. In this way, if the conditions in the exterior are not favorable, the control means order to disconnect the drive pump, whereby the flow of heat transfer fluid is stopped and the refrigerant gas begins to withdraw the energy contained in the material of phase change, first in the form of sensible heat and then in the form of latent heat of phase change from liquid to solid. 35
En serie con el citado intercambiador agua-gas el dispositivo contiene un segundo intercambiador aire-gas, formado por una batería de tubos aleteados por cuyo interior circula el citado fluido refrigerante y por el exterior circula el aire forzadamente debido a la acción del ventilador que se pone en marcha cuando el sistema de control lo ordena. El dispositivo incluye los demás elementos del circuito 5 de bomba de calor como son: el compresor, que aspira el gas refrigerante; un filtro deshidratador que elimina la humedad del circuito; un recipiente de líquido, que almacena el refrigerante en estado líquido; un elemento de expansión que puede ser una válvula de expansión termostática o electrónica y un intercambiador de calor gas-agua que realiza preferiblemente la función de condensador del circuito y que puede 10 tener distintas configuraciones como un intercambiador de placas o de tubos concéntricos por donde circula forzadamente por acción de una bomba el agua destinada a ser calentada o enfriada a contracorriente con el gas refrigerante. La invención contempla la posibilidad de incorporar un depósito acumulador de agua convenientemente aislado térmicamente y un elemento calefactor en su interior 15 formado por una resistencia eléctrica para uso auxiliar. En este caso, la configuración del intercambiador de calor gas-agua es la de tubo en forma de serpentín que rodea al citado depósito acumulador de agua. In series with the aforementioned water-gas exchanger, the device contains a second air-gas exchanger, formed by a battery of finned tubes through which the said refrigerant fluid circulates and the air circulates forcedly outside due to the action of the fan that is starts when the control system orders it. The device includes the other elements of the heat pump circuit 5 such as: the compressor, which sucks the refrigerant gas; a dehydrator filter that removes moisture from the circuit; a liquid container, which stores the refrigerant in a liquid state; an expansion element that can be a thermostatic or electronic expansion valve and a gas-water heat exchanger that preferably performs the function of a circuit condenser and which can have different configurations such as a plate or concentric tube exchanger through which it circulates necessarily by the action of a pump the water destined to be heated or cooled against the current with the refrigerant gas. The invention contemplates the possibility of incorporating a conveniently thermally insulated water storage tank and a heating element therein 15 formed by an electrical resistor for auxiliary use. In this case, the configuration of the gas-water heat exchanger is that of a coil-shaped tube that surrounds said water storage tank.
El dispositivo incluye las conexiones eléctricas, sondas y elementos de seguridad y control que se consideren oportunos para asegurar el funcionamiento 20 seguro y eficiente de la unidad. El sistema de control a través de las sondas se encarga de medir la temperatura en los distintos puntos del circuito, interpreta las señales y a partir de la lógica configurada, ordena la puesta en marcha del compresor cuando hay demanda de agua caliente o fría, y dará la orden de encendido del grupo de bombeo del fluido caloportador al panel (si se detecta que hay suficiente energía 25 disponible en el exterior) o bien del ventilador que impulsa aire al intercambiador aire-gas (cuando no existe suficiente energía en el exterior) o bien apaga ambos si la energía acumulada en el intercambiador agua-gas es suficiente. The device includes electrical connections, probes and safety and control elements deemed appropriate to ensure safe and efficient operation of the unit. The control system through the probes is responsible for measuring the temperature at the different points of the circuit, interprets the signals and from the configured logic, orders the start-up of the compressor when there is demand for hot or cold water, and will give the ignition order of the heat transfer fluid pumping group to the panel (if it is detected that there is sufficient power available outside) or the fan that drives air to the air-gas exchanger (when there is not enough energy outside) or either turn off both if the energy accumulated in the water-gas exchanger is sufficient.
La forma constructiva de la invención puede ser variada, dependiendo del volumen de los elementos descritos pueden alojarse en el interior de una misma 30 carcasa o envolvente, o por el contrario constar de bloques separados que alberguen a distintos componentes (exceptuando el panel solar que siempre será instalado de forma independiente) y consten de las conexiones correspondientes listas para ser unidas. The constructive form of the invention can be varied, depending on the volume of the elements described can be housed inside the same housing or enclosure, or on the contrary consist of separate blocks that house different components (except the solar panel that always will be installed independently) and consist of the corresponding connections ready to be joined.
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Descripción de los dibujos Description of the drawings
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor compresión de las peculiaridades del DISPOSITIVO BOMBA DE CALOR CON DOBLE EVAPORADOR/CONDENSADOR ALTERNATIVO se acompaña a la 5 presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, la siguiente figura: To complete the description that is being made and in order to help a better understanding of the peculiarities of the HEAT PUMP DEVICE WITH DOUBLE EVAPORATOR / ALTERNATIVE CONDENSER, the following figure is attached to this descriptive report, as an integral part thereof, the following figure :
Figura 1, en la que se ha representado un esquema de los elementos que componen el DISPOSITIVO BOMBA DE CALOR CON DOBLE EVAPORADOR/CONDENSADOR ALTERNATIVO. Figure 1, in which a diagram of the elements that make up the HEAT PUMP DEVICE WITH DOUBLE EVAPORATOR / ALTERNATIVE CONDENSER is represented.
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Realización preferente de la invención Preferred Embodiment of the Invention
A la vista de la figura se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta. In view of the figure, a preferred embodiment of the proposed invention is described below.
La descripción detallada de la forma de realización preferida de la presente invención y de los elementos que lo componen, se realiza a la vista de la figura 1. En 15 esta forma de realización preferida el dispositivo se usa para la obtención de ACS. Cuando hay demanda de ACS, el sistema de control (1) pone en marcha el compresor (2) que mueve el gas refrigerante por el circuito frigorífico, y preferentemente también entra en funcionamiento el grupo de bombeo (3) para intentar extraer la energía contenida en el panel solar que en esta forma de realización preferida se trata de un 20 panel solar descubierto (4). The detailed description of the preferred embodiment of the present invention and the elements that compose it, is carried out in view of Figure 1. In this preferred embodiment the device is used to obtain ACS. When there is a demand for DHW, the control system (1) starts the compressor (2) that moves the refrigerant gas through the refrigeration circuit, and preferably the pumping group (3) also comes into operation to try to extract the contained energy in the solar panel which in this preferred embodiment is a bare solar panel (4).
El panel solar descubierto (4) está constituido en esta forma de realización preferida por láminas de aluminio cuyo circuito (5) interior está realizado mediante la técnica de ‘roll-bond’. Por el interior del circuito (5) circula una mezcla de agua y anticongelante que es conducida hacia el intercambiador agua-gas (6). En esta forma 25 de realización preferida, el citado intercambiador agua-gas (6) está formado por dos tubos concéntricos con forma de espiral. Por el interior del tubo interno (7) circula el gas refrigerante y en el espacio entre ambos tubos (8) circula a contracorriente la mezcla de agua con el fluido anticongelante que proviene del panel solar descubierto (4). Este intercambiador agua-gas (6) está inmerso en un recipiente (9) de forma 30 cilíndrica cuyo volumen libre está relleno por un material de cambio de fase (10). The discovered solar panel (4) is constituted in this preferred embodiment by aluminum sheets whose inner circuit (5) is made by the "roll-bond" technique. Inside the circuit (5) circulates a mixture of water and antifreeze that is led to the water-gas exchanger (6). In this preferred embodiment, said water-gas exchanger (6) is formed by two concentric spiral-shaped tubes. Inside the inner tube (7) the refrigerant gas circulates and in the space between both tubes (8) the mixture of water circulates countercurrently with the antifreeze fluid that comes from the uncovered solar panel (4). This water-gas exchanger (6) is immersed in a cylindrical container (9) whose free volume is filled by a phase change material (10).
Además en el interior del recipiente (9) se dispone el tubo de salida del condensador (25). En esta forma de realización preferida de trata de un material cuyo punto de fusión ronda los 0-5 ºC. El citado material de cambio de fase (10) acumula energía del intercambiador agua-gas (6) y del tubo de salida del condensador (25), en forma de calor latente de fusión y calor sensible. Si la temperatura desciende por debajo de su 5 temperatura de fusión, el material (10) cede la energía acumulada al intercambiador agua-gas (6). Also inside the container (9) the condenser outlet tube (25) is arranged. In this preferred embodiment, it is a material whose melting point is around 0-5 ° C. Said phase change material (10) accumulates energy from the water-gas exchanger (6) and from the condenser outlet tube (25), in the form of latent heat of fusion and sensible heat. If the temperature drops below its melting temperature, the material (10) yields the accumulated energy to the water-gas exchanger (6).
La salida de agua con anticongelante (11) es impulsada al panel solar descubierto (4) mediante un grupo de bombeo (3). El grupo de bombeo (3) está formado por una bomba (14) una válvula (13) para el llenado y vaciado para efectuar 10 la recarga o descarga de fluido anticongelante y agua. Esta bomba (14) se pone en marcha cuando el sistema de control (1) lo ordena. The water outlet with antifreeze (11) is driven to the uncovered solar panel (4) by a pumping group (3). The pumping group (3) consists of a pump (14) a valve (13) for filling and emptying to recharge or discharge antifreeze fluid and water. This pump (14) starts when the control system (1) orders it.
El gas refrigerante desde la salida del intercambiador agua-gas (15) se conduce hasta el intercambiador aire-agua (16), que en esa forma de realización está formado por una batería de tubos aleteados (17) por cuyo interior circula el citado 15 fluido refrigerante, y además lo conforma un ventilador (18) encargado de impulsar el aire sobre la citada batería de tubos aleteados (17) cuando el sistema de control (1) lo ordena. A la salida del intercambiador aire-gas (16) el fluido se dirige hacia el compresor (2) que aspira el gas refrigerante y eleva su presión y su temperatura, y tras este elemento el fluido en estado gaseoso se introduce en el intercambiador gas-20 agua (19), que en esta forma de realización realiza la función de condensador del circuito y consiste en un tubo con forma de serpentín que rodea a un depósito (20) que acumula el agua destinada a ser calentada. El depósito (20) alberga en su interior un elemento calefactor eléctrico auxiliar (21) que se pone en funcionamiento cuando el sistema de control lo ordena (1). El gas refrigerante condensa en el interior del citado 25 intercambiador gas-agua (19) cediendo el calor latente de cambio de fase al agua acumulada en el interior del depósito (20), que aumenta su temperatura. El depósito (20) dispone de las correspondientes conexiones de entrada de agua fría (22) y salida de agua caliente (23). A la salida del intercambiador gas-agua (19) el fluido refrigerante entra en el filtro (24) y a continuación en el elemento de expansión (26) 30 que en esta forma de realización se trata de una válvula de expansión termostática. El gas refrigerante se expansiona en el citado elemento de expansión (26) y entra de nuevo en el intercambiador agua-gas (6) cerrando el circuito. The refrigerant gas from the outlet of the water-gas exchanger (15) is conducted to the air-water exchanger (16), which in this embodiment is formed by a battery of finned tubes (17) through which the said 15 circulates refrigerant fluid, and it is also made up of a fan (18) responsible for propelling the air over said battery of finned tubes (17) when ordered by the control system (1). At the outlet of the air-gas exchanger (16) the fluid is directed towards the compressor (2) that aspirates the refrigerant gas and raises its pressure and its temperature, and after this element the fluid in the gaseous state is introduced into the gas exchanger. 20 water (19), which in this embodiment performs the function of a circuit condenser and consists of a coil-shaped tube that surrounds a reservoir (20) that accumulates the water destined to be heated. The tank (20) houses inside an auxiliary electric heating element (21) that is put into operation when the control system orders it (1). The refrigerant gas condenses inside the said gas-water exchanger (19), yielding the latent heat of phase change to the water accumulated inside the tank (20), which increases its temperature. The tank (20) has the corresponding cold water inlet connections (22) and hot water outlet (23). At the outlet of the gas-water exchanger (19) the cooling fluid enters the filter (24) and then the expansion element (26) 30 which in this embodiment is a thermostatic expansion valve. The refrigerant gas expands in said expansion element (26) and enters the water-gas exchanger (6) again closing the circuit.
En esta forma de realización se dispone de una carcasa (27) que alberga a todos los componentes menos el grupo de bombeo (3) y el panel solar descubierto (1). 35 In this embodiment there is a housing (27) that houses all the components except the pumping group (3) and the exposed solar panel (1). 35
En esta configuración los elementos frigoríficos se han situado en la parte superior (28) y la parte inferior está destinada a la acumulación del agua. El espacio entre el depósito (20) y la carcasa (27) está relleno con material aislante (29) para evitar pérdidas de energía al exterior. In this configuration, the refrigerating elements have been located in the upper part (28) and the lower part is intended for the accumulation of water. The space between the reservoir (20) and the housing (27) is filled with insulating material (29) to avoid energy losses to the outside.
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Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201630717U ES1159537Y (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | HEAT PUMP DEVICE WITH DOUBLE EVAPORATOR / ALTERNATIVE CONDENSER |
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|---|---|---|---|
| ES201630717U ES1159537Y (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | HEAT PUMP DEVICE WITH DOUBLE EVAPORATOR / ALTERNATIVE CONDENSER |
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ID=56131745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201630717U Withdrawn - After Issue ES1159537Y (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | HEAT PUMP DEVICE WITH DOUBLE EVAPORATOR / ALTERNATIVE CONDENSER |
Country Status (1)
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| ES (1) | ES1159537Y (en) |
-
2016
- 2016-06-02 ES ES201630717U patent/ES1159537Y/en not_active Withdrawn - After Issue
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1159537Y (en) | 2016-09-13 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model granted |
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| FA1K | Application withdrawn |
Effective date: 20170228 |