ES2155881T5 - Dispositivo para calentar agua para uso domestico. - Google Patents
Dispositivo para calentar agua para uso domestico.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO PARA CALENTAMIENTO DE AGUA DE UTILIZACION DOMESTICA, QUE DISPONE DE UN ACUMULADOR (1) DE AGUA DE UTILIZACION Y UN INTERCAMBIADOR (2) DISPUESTO EN EL RECIPIENTE (1) DE RESERVA DE AGUA. EL INTERCAMBIADOR (2) DE CALOR DISPONE AL MENOS DE UNA CONDUCCION (5) TUBULAR EN ESPIRAL CON VARIAS ESPIRAS PARA UN MEDIO DE CALENTAMIENTO. LAS ESPIRAS DE LA CONDUCCION (5) TUBULAR EN ESPIRAL DESCANSAN EN UNA SUPERFICIE QUE SE EXTIENDE POR ENCIMA DEL FONDO (4) DEL RECIPIENTE (1) DE RESERVA DE AGUA. PARA ASEGURAR CONDICIONES DE CALENTAMIENTO VENTAJOSAS, LAS ESPIRAS (6) DE LA CONDUCCION (5) TUBULAR EN ESPIRAL, QUE FORMA CON PREFERENCIA UNA DISPOSICION EN ESPIRAL Y QUE SE DISTRIBUYEN AL MENOS PRACTICAMENTE SOBRE LA SUPERFICIE DEL FONDO COMPLETO, ESTAN DISPUESTAS EN UNA CAPA SIMPLE EN LA DIRECCION VERTICAL.
Description
Dispositivo para calentar agua para uso
doméstico.
La invención se refiere a un dispositivo para
calentar agua para uso doméstico, según la parte
introductoria de la reivindicación 1. Un dispositivo
de este tipo es conocido por los documentos DE
33 05 041 C2 y GB 2 037 958 A.
introductoria de la reivindicación 1. Un dispositivo
de este tipo es conocido por los documentos DE
33 05 041 C2 y GB 2 037 958 A.
Para calentar agua para uso doméstico en un
depósito de almacenamiento de agua para uso doméstico es ya
conocido el método de colocar en el depósito de almacenamiento de
agua para uso doméstico un intercambiador de calor, compuesto por
un serpentín tubular para un medio de calefacción, generalmente agua
caliente, estando el serpentín dispuesto en varias espiras en forma
de líneas helicoidales. Si estas espiras de tubo se instalan a lo
largo del lado interior del depósito de almacenamiento de agua para
uso doméstico con eje vertical de la espiral, en el caso de una
superficie correspondientemente grande de intercambio de calor y
debido a la gran altura que tiene entonces el intercambiador de
calor, resulta un volumen útil del depósito de almacenamiento de
agua para uso doméstico por encima del intercambiador de calor
considerablemente más pequeño en comparación con todo el volumen
del depósito. En el caso de una instalación del serpentín tubular
con eje horizontal de la espiral, se producen los mismos
inconvenientes para grandes diámetros de la espiral. Además, existe
el riesgo de que se acumule aire en las partes superiores de las
espiras y que se produzcan sedimentaciones en las partes inferiores
de las espiras, lo cual repercute negativamente sobre el traspaso
de calor desde el medio de calefacción hasta el agua para uso
doméstico.
Además, en un intercambiador de calor es ya
conocido (por el documento FR -B- 2 301 795) el modo de configurar
los canales de paso entre dos paredes de chapa perfiladas, que
están curvadas en espiras con forma helicoidal en una zona de
anillo. Por lo tanto, los canales de paso formados entre las paredes
de chapa, situados en paralelo en cuanto a la técnica de paso del
caudal, se encuentran situados unos encima de otros, lo cual, en
relación con los recorridos verticales de paso para el líquido que
se desea calentar y que se forman entre las diversas espiras de las
paredes de chapa, ayuda a un paso vertical de la corriente de este
líquido y por lo tanto, en el caso de un calentamiento del agua
para uso doméstico, destruye la disposición en capas deseada en el
agua para uso doméstico. Además, debido a la altura del
intercambiador de calor, determinada por las varias capas
superpuestas de canales de paso del líquido, no es posible
aprovechar el volumen de almacenamiento del depósito de agua para
uso doméstico como volumen útil. A esto hay que añadir además que,
en la zona de los canales de paso superiores para el medio de
calefacción, el agua para uso doméstico tiene ya una temperatura
más elevada, de manera que en esta zona resulta influido
negativamente el traspaso de calor desde el medio de calefacción
hasta el agua para uso doméstico.
Finalmente, es ya conocido el método de unir un
calentador de paso continuo con un depósito de almacenamiento de
agua para uso doméstico (según el documento US -A- 2 285 998),
instalando el calentador de paso continuo en forma de un serpentín
tubular de doble pared, en una sola capa, colocado sobre el fondo
del depósito de almacenamiento de agua para uso doméstico. El agua
para uso doméstico, que circula a través de la envoltura doble en
el depósito de almacenamiento de agua para uso doméstico, es
calentada por el medio de calefacción conducido en el interior del
serpentín tubular y entra en el depósito de almacenamiento de agua
para uso doméstico a la temperatura exigida para el agua para uso
doméstico, de manera que en un depósito de esta clase de agua para
uso doméstico no se forma ninguna división en capas de temperatura,
como ocurre en un calentamiento del agua para uso doméstico en el
que el serpentín tubular para el medio de calefacción se encuentra
directamente en situación de intercambio de calor con el agua para
uso doméstico en el depósito de almacenamiento de agua para uso
doméstico.
Por lo tanto, la presente invención tiene por
objeto evitar estos inconvenientes y mejorar un dispositivo para el
calentamiento del agua para uso doméstico de la clase indicada al
principio, de manera que, sensiblemente, todo el volumen de
almacenamiento del depósito de almacenamiento de agua para uso
doméstico esté disponible como volumen útil y se asegure un buen
traspaso del calor desde el medio de calefacción hasta el agua para
uso doméstico.
La invención soluciona este objeto por medio de
los puntos característicos de la reivindicación 1.
Por medio de la disposición de las espiras del
serpentín tubular del intercambiador de calor en una única capa,
que se extiende, sensiblemente, sobre toda la superficie del fondo
del depósito de almacenamiento de agua para uso doméstico, puede
limitarse, sensiblemente, la altura de construcción del
intercambiador de calor a las dimensiones de la sección transversal
del tubo que forma el serpentín tubular, cuyo tubo se dispone de
canto, estrechado a partir de dos lados contrapuestos, con respecto
a su sección transversal, de manera que, en una disposición del
intercambiador de calor colocado directamente encima del fondo del
depósito de almacenamiento de agua para uso doméstico, el volumen
útil corresponda, sensiblemente, al volumen de almacenamiento del
depósito de almacenamiento de agua para uso doméstico. Aparte de
esto, resulta posible así un aprovechamiento especialmente bueno
del calor del medio de calefacción, porque el intercambiador de
calor, como consecuencia de su disposición en una superficie que se
extiende por encima del fondo del depósito de almacenamiento de
agua para uso doméstico, puede estar situado siempre en la zona del
agua fría. Las espiras del serpentín tubular distribuidas por
encima de la superficie del fondo hacen posible además un
calentamiento más uniforme del agua para uso doméstico por toda la
sección transversal del depósito de almacenamiento de agua para uso
doméstico, en comparación con serpentines de tubo retorcidos en
forma de espiral, lo cual a su vez repercute en una disposición
óptima en capas del agua para uso doméstico dentro del depósito de
almacenamiento de agua para uso doméstico.
Dado que aquí se trata de disponer en una sola
capa las espiras del serpentín tubular en una superficie que se
extiende por encima del fondo, no es absolutamente necesario
instalar estas espiras en forma de una espiral, aunque, por medio
de una instalación en forma de espiral se consiguen condiciones de
construcción especialmente sencillas, sobre todo en cuanto a una
distribución uniforme de las espiras por encima de la superficie
del fondo. La superficie formada por medio de las espiras del
serpentín tubular no
necesita ser ningún plano de sección transversal paralelo al fondo del depósito.
necesita ser ningún plano de sección transversal paralelo al fondo del depósito.
Para mejorar el traspaso de calor entre el medio
de calefacción y el agua para uso doméstico, el serpentín tubular
está constituido por un tubo, que está estrechado por dos lados
opuestos entre sí en cuanto a su sección transversal, y colocado de
canto. Esta forma de sección transversal del tipo de "libélula"
aumenta la superficie de intercambio de calor en relación con el
volumen del medio de calefacción y, gracias a la disposición de
canto de estos tubos, origina una circulación del agua entre las
espiras del tubo, que es ventajosa para el traspaso de calor.
La instalación del serpentín tubular en forma de
una espiral puede ocasionar desplazamientos indeseados de las
diversas espiras entre sí, debido a dilataciones por el calor o a
otras influencias. Para evitar desplazamientos de esta clase de las
espiras, las espiras del serpentín tubular en forma de espiral
pueden ser sujetadas en un soporte con brazos del soporte en forma
de estrella, que pueden ser unidos directamente, por ejemplo
mediante soldadura, al depósito de almacenamiento de agua para uso
doméstico.
En el dibujo adjunto se representa a título de
ejemplo el objeto de la invención y en él se muestran:
- en la figura 1 un dispositivo realizado según
la invención para el calentamiento de agua para uso doméstico,
visto en sección transversal a través del depósito de
almacenamiento de agua para uso doméstico y
- en la figura 2 este dispositivo visto en
sección por la línea de corte II-II de la figura
1.
El dispositivo representado en el dibujo para el
calentamiento de agua para uso doméstico consta, sensiblemente, de
un depósito 1 de agua para uso doméstico, representado solo en la
zona de su fondo por motivos de mejor comprensión del dibujo, y de
un intercambiador de calor 2 colocado en este depósito de
almacenamiento de agua para uso doméstico y dispuesto inmediatamente
por encima del fondo 4 del depósito 1 de agua para uso doméstico,
conectado a una tubería de vaciado 3. Este intercambiador de calor
2 está formado por un serpentín tubular 5, que está instalado en
varias espiras 6 en forma de una espiral en una sola capa, que se
encuentra colocada en un plano de sección transversal que se
extiende por todo el fondo 4. Estas espiras 6 están sujetadas por un
soporte 7, que consta de brazos 8 del soporte en forma de estrella,
en los que están previstas hendiduras 9 para el alojamiento de las
diversas espiras 6. Las hendiduras 9, abiertas por uno de sus lados
para la introducción de las espiras 6, están cerradas por medio de
listones 10 unidos a los brazos 8 del soporte, de modo que las
espiras 6 están fijadas en forma no desplazable radialmente en el
soporte 7. Para el montaje del intercambiador de calor 2 en el
depósito 1 de agua para uso doméstico, únicamente hay que soldar
los brazos 8 del soporte en la pared del depósito 1 de agua para
uso doméstico.
El serpentín tubular 5 ha sido fabricado a partir
de un tubo primeramente redondo, que luego ha sido aplastado en la
zona de las espiras 6 de lados opuestos entre sí, para obtener la
forma de sección transversal del tipo de libélula, como se puede
ver en especial en la figura 2. Esta forma de sección transversal
del serpentín tubular 5 proporciona no solo un curvado más sencillo
de la espiral, a causa de la alineación de canto del tubo, sino que
además proporciona también un traspaso de calor considerablemente
más favorable, porque primeramente disminuye la superficie de
sección transversal en comparación con el perímetro de la sección
transversal, y entre las diversas espiras 6 se forman ventajosamente
canales para el paso de la corriente de agua que se desea calentar,
la cual circula a través de una tubería 11 de entrada de agua fría
hasta el depósito 1 de agua para uso doméstico, de manera que dicha
tubería de agua fría desemboca por encima de una chapa de rebote 12
que cubre la tubería de vaciado 3. Como puede verse por la figura
2, el intercambiador de calor 7 está en la zona del agua fría del
depósito 1 de agua para uso doméstico directamente encima del fondo
4, de manera que el volumen útil del depósito 1 de agua para uso
doméstico, resultante por encima del intercambiador de calor 7,
apenas si es más pequeño que todo el volumen del depósito. Aparte
de esto, gracias a la extensión del intercambiador de calor 2,
sensiblemente, por toda la sección transversal del depósito,
resulta un calentamiento ventajoso del agua para uso doméstico, que
lleva consigo una distribución óptima del agua en capas
superpuestas.
Claims (3)
1. Dispositivo para el calentamiento de agua para
uso doméstico, compuesto por un depósito (1) de almacenamiento de
agua para uso doméstico y por un intercambiador de calor (2), que
está colocado en el depósito (1) de almacenamiento de agua para uso
doméstico y que tiene, al menos, un serpentín tubular (5), que se
encuentra en posición directa de intercambio de calor con el agua
para uso doméstico en el depósito (1) de almacenamiento de agua para
uso doméstico, con varias espiras para un medio de calefacción, que
se encuentran en una superficie que se extiende por encima del
fondo (4) del depósito (1) de almacenamiento de agua para uso
doméstico, formando las espiras (6) del serpentín tubular (5), para
el escalonado de la temperatura del agua de uso doméstico, que
están distribuidas, al menos, sensiblemente, sobre toda la
superficie del fondo, únicamente una capa de espiras, visto en
altura, caracterizado porque el serpentín tubular (5) está
formado por un tubo, colocado de canto, cuya sección transversal
está estrechada desde dos lados opuestos entre sí.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque las espiras (6) del serpentín tubular
(5), distribuidas sobre toda la superficie del fondo, forman una
espiral.
3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 ó 3,
caracterizado porque las espiras (6) del serpentín tubular
(5) con forma de espiral están sujetas en forma ya de por sí
conocida en un soporte (7) con brazos (8) en forma de estrella del
soporte.
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