ES2208139B1 - Generador termodinamico mejorado para la produccion de agua caliente sanitaria y agua caliente o fria para climatizacion. - Google Patents
Generador termodinamico mejorado para la produccion de agua caliente sanitaria y agua caliente o fria para climatizacion.Info
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Abstract
E1 generador termodinámico en cada uno de sus depósitos de interacumulación (4) y (5) establece una serie de electro- válvulas de control de paso (9-9'') y (6) y válvulas antiretorno (10-10''), (7) y (8), e incluso un expansor (35), que convenientemente comandados permiten según convengan activar una de las dos ramas del circuito de climatización, o de agua caliente sanitaria, incluyendo los intercambiadores (4) y (5) sendos vasos de expansión del agua (11). Además en la entrada del intercambiador (19) se ha dispuesto recipiente acumulador de líquido. Finalmente y de acuerdo con otra de las características y todo ello en combinación se realiza una disposición del expansor (29), o expansores (29) y (35) que colocados convenientemente, en el circuito de acondicionamiento de aire, obtienen la misma finalidad de estabilización, seguridad y mejora de rendimiento del circuito.
Description
Generador termodinámico mejorado para la
producción de agua caliente sanitaria y agua caliente o fría para
climatización.
La presente invención se refiere a un nuevo
equipo generador termodinámico de los que consiguen indistintamente
la producción de agua caliente sanitaria, agua caliente para
climatización y agua fría para climatización todo ello mediante un
sistema frigorífico mejorado en el que participa un refrigerante
adecuado y que utiliza como energía motriz la energía eléctrica,
aunque pudiera lógicamente utilizar cualquier otra, todo ello con
una disposición de elementos que controlan el funcionamiento del
circuito de forma característica y que obtiene el objeto de la
invención.
El generador mejorado que la invención propone
resulta especialmente idóneo para ser utilizado tanto en viviendas,
oficinas y similares, aunque obviamente puede ser utilizado en
cualquier otro ámbito en el que se requiera de unas prestaciones de
acondicionamiento tanto del agua sanitaria, como de
acondicionamiento ambiental adecuado.
Habitualmente el agua caliente sanitaria y el
agua caliente para calefacción, se obtienen conjuntamente mediante
la utilización de elementos calefactores, con cualquier tipo de
combustible o energía, que a través de un intercambiador apropiado
transmiten el calor generado por los mismos al circuito abierto
correspondiente a la red de suministro de agua sanitaria o al
circuito cerrado correspondiente a la red de calefacción, estando
generalmente estos sistemas dotados de medios que dan prioridad al
agua caliente sanitaria frente al agua de calefacción.
Pero ha irrumpido en el estado la técnica
mediante la patente de invención (ES) número 9902208 un generador
termodinámico que basándose en la misma filosofía de utilizar un
circuito a base de un compresor, un intercambiador de alta presión,
un segundo intercambiador, un expansor y un intercambiador de baja
presión, mediante el establecimiento de dos
electro-válvulas, una de entrada y otra de salida,
en cada uno de sus dos depósitos de interacumulación o
intercambiadores propiamente dichos, permitían anular una de las
dos ramas del circuito, cuando la otra se encontraba en
funcionamiento.
Pero dichas electro-válvulas
señaladas, por si solas no permiten conseguir unos óptimos
resultados, por lo que en virtud de los ensayos y estudios
realizados, se han obtenido unas mejoras optimas en las
disposiciones como las que se utilizan en la patente de invención
(ES) núm. 9902208, mediante la presente invención que utilizando
básicamente el mismo circuito y teniendo la misma finalidad,
introduce unas mejoras en la disposición de los elementos de
válvulas y expansores, que optimizan tanto la fabricación como el
funcionamiento de los generadores termodinámicos que nos
ocupan.
Se ha introducido en el circuito, un recipiente
de liquido (acumulador) que tiene un efecto estabilizador del
circuito de acondicionamiento del aire, así como unos vasos de
expansión de agua que del mismo modo obtienen una seguridad de
presión en el circuito del agua sanitaria y sus intercambiadores y
todo ello en combinación con unos nuevos elementos de control de
paso y válvulas antiretorno, que hacen que se mejore
sustancialmente las disposiciones conocidas en el mercado, en este
tipo de generadores termodinámicos, tanto desde el punto de vista
de fabricación, y uso tanto por su seguridad como por los
resultados que se obtienen.
El generador termodinámico que la invención
propone, basándose en la misma filosofía funcional de utilizar un
circuito base de un compresor, un intercambiador de alta presión,
un segundo intercambiador, expansores, un intercambiador de alta
presión, un segundo intercambiador, y otro de baja presión, como el
que se presentaba en la patente de invención (ES) núm. 9902208,
presenta una serie de características específicas que mejoran
plenamente tanto la fabricación, el uso como la seguridad de lo
conocido hasta la fecha.
Para ello en el intercambiador de alta presión, y
de forma más concreta en cada uno de sus depósitos de
interacumulación o intercambiadores propiamente dichos, se
establece una serie de electro-válvulas de control
de paso y válvulas antiretorno, e incluso un expansor, que
convenientemente comandados permiten según convengan activar una de
las dos ramas del circuito de climatización, o de agua caliente
sanitaria, según sea el interés o la necesidad, incluyendo en los
propios intercambiadores señalados sendos vasos de expansión del
agua en función de la temperatura, presión y el volumen de la misma
dentro del circuito, como seguridad y garantía.
Además en la entrada del intercambiador se ha
dispuesto en combinación con la característica de que lleva
incluido el tren de ventilación un recipiente acumulador de
líquido, que tiene el efecto estabilizador del mismo.
Finalmente y de acuerdo con otra de las
características y todo ello en combinación se realiza una
disposición del expansor, o expansores que colocados
convenientemente, en el circuito de acondicionamiento de aire,
obtienen la misma finalidad de estabilización y mejora de
rendimiento, evitando la rotura de los elementos del circuito que
las componen.
1 - Compresor.
2 - Válvula de cuatro vías activada como
solenoide eléctrico
3 - Presostato de seguridad con señal eléctrica
(de alta Presión)
4 - Boiler acumulador con serpentín interno, o
depósito de interacumulación, para producción de agua caliente
sanitaria.
5 - Boiler acumulador con serpentín interno, o
depósito de interacumulación, para producción de agua climatizada
para climatización.
6, 9 y 9'- Válvula de acondicionamiento eléctrico
por solenoide para refrigerante.
7, 8, 10, 10', 15, 20, 27 y 32 - Válvulas
antiretorno.
11 - Vasos de Expansión para agua.
12, 14, 16, 17, 21, 22, 25, 26, 28, 30, 31 y 33 -
Piping y tubería, ramas del circuito.
13 y 34 - Llaves de servicio.
18 - Recipiente para acumulación de líquido
refrigerante.
19 - Batería post condensadora, o intercambiador
de alta presión.
23 - Intercambiador de calor, o intercambiador
que forma parte del conjunto (24).
24 - Conjunto de baterías de Unidad Exterior (19
y 23).
29 y 35 - Válvulas de expansión
unidireccionales.
36 - Tren de ventilación del conjunto de baterías
de la Unidad Exterior (24).
A la vista de estas Figuras que se adjuntan puede
observarse como es el generador termodinámico mejorado que es
objeto de la invención, y así tenemos:
Figura 1: Es el esquema principal y parte de un
compresor (1) que suministra el fluido refrigerante a alta presión
y temperatura a una válvula de cuatro vías (2), controlando que el
sistema no exceda de su presión de trabajo mediante un presostato
de alta presión (3), que actúa parando el generador si la presión
de descarga del compresor (1) sobrepase el límite de funcionamiento
consignado, presostato de rearme automático, el cual se lleva a
cabo sobre el autómata o sistema de gestión que controla el
funcionamiento del generador.
A través de la citada válvula de cuatro vías (2),
el fluido a alta presión se dirige a dos depósitos de
interacumulación (4) y (5), el primero para obtención de agua
caliente sanitaria y el segundo para climatización, estableciéndose
a la entrada del depósito de interacumulación (4) de agua caliente
sanitaria una electro-válvula (6) seguida de una
válvula antiretorno (7) que garantice el correcto funcionamiento de
la electro-válvula y a la salida otra válvula de
antiretorno (8), a la vez que el interacumulador (5) de
climatización lleva en la entrada y salida ambos elementos colocados
en paralelo compuestos por electro-válvulas
(9-9') y válvulas antiretorno
(10-10').
Los dos depósitos (4) y (5) llevan incorporadas
sendos vasos de expansión de agua (11) con el fin de mantener una
presión equilibrada en función del volumen del agua y la
temperatura que tenga la misma.
Mas allá de los dispositivos (8), (9') y (10') en
una conducción única (12) que llega hasta una llave (13) a partir
de la cual se bifurca en dos ramas (14) y (26), la rama (14) llega
a una válvula antiretorno (15), para llegar a través de la rama
(14) hasta una nueva bifurcación de la que salen las ramas (16) y
(17)
Siguiendo la rama (16) esta llega a un recipiente
acumulador de líquido (18) que tiene como misión la estabilización
del sistema el cual seguidamente entra en un segundo intercambiador
de alta presión (19).
Siguiendo la rama (17) la misma lleva una válvula
antiretorno hasta llegar a una bifurcación a las ramas (21) y (22)
y a través de la rama (21) llega de nuevo a otra línea de
intercambiador (23) del conjunto de intercambiadores (24), para
continuar por la rama (25) hasta llegar a la
electro-válvula de cuatro vías (2).
La rama (26) llega hasta una válvula antiretorno
(27), para bifurcarse seguidamente por la rama (31) y la (28) la
cual llega a un expansor (29) que también está en contacto con la
rama (30) que es la salida del intercambiador de alta presión (19),
la rama (31) llega hasta la válvula antiretorno (32) que tiene al
otro lado la rama (22), que se bifurca hacia la válvula (20) o la
rama (21).
Señalar que el expansor (29) puede estar colocado
entre las ramas (30) y (28) tal y como se ha señalado de un modo
preferente, pero el mismo puede ser colocado en sustitución de la
válvula (32) en cuyo caso debe añadirse un expansor (35) entre el
intercambiador de climatización (5) y la
electro-válvula (9') para que funcione de un modo
equivalente todo el circuito objeto de la patente.
Figura 2: En la misma se representa el circuito
que se correspondería con el de producción de agua caliente
sanitaria la cual partiendo del compresor (1) llega a la
electro-válvula de cuatro vías (2) para desviarse a
la rama (33) y la llave (34) llegar a la
electro-válvula (6) ya que la
electro-válvula (9) se encontraría cerrada, para
pasar por la válvula antiretorno (7) al intercambiador (4) saliendo
del mismo pasar por la válvula (8) para llegar a la rama (12)
puesto que la electro-válvula (9) se encontraría
cerrada, por la rama (12) se llegaría hasta la llave (13) pasando a
la rama (14), llegando a la válvula (15) que da paso a la rama (16)
que llega al acumulador de liquido (18) para entrar en el
intercambiador de alta presión (19) y saliendo por la rama (30)
llegar al expansor (29) que le da paso a la rama (28) para que se
vaya por la rama (31) puesto que la válvula (27) se encontraría
cerrada, pasando entonces por la válvula (32) a través de la rama
(22) hasta entrar en el intercambiador de baja presión (23) del
conjunto de intercambiadores (24), para salir por la rama (25) la
cual vuelve a la válvula de cuatro vías (2) para a través de ella
cerrarse el circuito en el compresor (1).
Figura 3: En la misma se representa el circuito
que se correspondería con el ciclo de invierno o de la calefacción,
el cual partiendo del compresor (1) llega a la
electro-válvula de cuatro vías (2) para desviarse a
la rama (33) y la llave (34) llegar a la
electro-válvula (9) ya que la
electro-válvula (10) y (6) se encontrarían
cerradas, para pasar al intercambiador (5) saliendo del mismo
pasando por la válvula (10') ya que la (9') se encontraría cerrada
para llegar a la rama (12), por la rama (12) se llegaría hasta la
llave (13) pasando a la rama (14), llegando a la válvula (15) que
da paso a la rama (16) que llega al acumulador de líquido (18) para
entrar en el intercambiador de alta presión (19) y saliendo por la
rama (30) llegar al expansor (29) que le da paso a la rama (28)
para que se vaya por la rama (31) puesto que la válvula (27) se
encontraría cerrada y pasaría por la rama (31) y la válvula (32) a
través de la rama (22) al intercambiador de baja presión (23) para
salir por la rama (25) la cual vuelve a la válvula de cuatro vías
(2) para a través de ella cerrarse el circuito en el compresor
(1).
Figura 4: En la misma se representa el circuito
que se correspondería con el ciclo de verano o de refrigeración el
cual partiendo del compresor (1) llega a la
electro-válvula de cuatro vías (2) para desviarse a
la rama (25) y entrar en el intercambiador (23) de alta presión y
saliendo por la rama (21) dirigirse a la válvula (20) ya que la
(32) se encontraría cerrada y siguiendo por la rama (17) se
desviaría por la rama (16) llegando al acumulador de líquido (18) y
entrando en el intercambiador de alta presión (19), para
seguidamente salir por la rama 30 y dirigirse al expansor (29),
seguir por la rama (28) pasar por la válvula (27), rama (26), llave
(13) y por la rama (12) entrar en la
electro-válvula (9') de entrada del intercambiador
(5) del cual sale hacia la válvula (10), ya que la
electro-válvula (9) se encontraría cerrada y así
vuelve a la válvula de cuatro vías (2), habiendo pasado por la
llave (34) y la rama (33), para a través de ella cerrarse el
circuito en el compresor (1).
Figura 5: En la misma se representa la
alternativa del circuito, en el cual se cambia en el mismo el
expansor (29) colocándolo en sustitución de la válvula (32) y que
solamente afectaría al circuito del ciclo de verano o de
refrigeración en el cual se debería de añadir el expansor (35) que
se colocaría entre el intercambiador (5) de climatización y la
electro-válvula (9''), manteniéndose el resto del
circuito para dicho ciclo de verano o climatización que se
representa en la figura 4, no afectando al resto, salvo en la
sustitución y supresión de la válvula (32).
Claims (5)
1. Generador termodinámico mejorado para
producción de agua caliente sanitaria y agua caliente o fría para
climatización, que incorporando un compresor que a través de una
válvula de cuatro vías suministra fluido a alta presión y
temperatura a un depósito de interacumulación para agua caliente
sanitaria o a un depósito de interacumulación para climatización,
conectados en paralelo, más allá de los cuales la correspondiente
canalización se bifurca en dos ramas, una que accede a un segundo
intercambiador de alta presión, y otra a un intercambiador de baja
presión, estableciéndose en la segunda una derivación que conecta a
su vez, a través de sus correspondientes válvulas el segundo
intercambiador de alta presión con el con el intercambiador de baja
presión, con un elemento expansor intermedio, estando a su vez
dicho intercambiador de baja presión conectado a través de la
válvula de cuatro vías con el compresor, para cerrar el circuito, se
caracteriza porque el depósito de interacumulación (4) para
agua caliente sanitaria está asistido por unos elementos
independizantes de corte de fluido y de paso
electro-válvula (6) y válvula antiretorno (7) en la
entrada y otra válvula antiretorno (8) a la salida, ello en
combinación con el depósito de interacumulación (5) para
climatización, que se encuentra del mismo modo asistido por los
respectivos elementos de corte dispuestos tanto en la entrada como
en la salida y dispuestos en paralelo y que consisten en las
electro-válvulas (9-9'') y las
válvulas antiretorno (10-10''), de modo que cuando
el generador actúa como elemento productor de agua caliente
sanitaria, los elementos de corte (9-9'') y
(10-10'') se encuentran cerrados, mientras que
cuando actúa como climatizador, son los elementos de corte (6), (7)
y (8) los que se encuentran cerrados impidiendo la circulación del
refrigerante por el interacumulador (4).
2. Generador termodinámico mejorado para
producción de agua caliente sanitaria y agua caliente o fría para
climatización que en combinación con la reivindicación 1ª se
caracteriza, por disponer de un recipiente acumulador de
liquido que se encuentra dispuesto a la entrada del intercambiador
de alta presión (19) del conjunto de intercambiadores (24) con el
fin de estabilizar el circuito.
3. Generador termodinámico mejorado para
producción de agua caliente sanitaria y agua caliente o fría para
climatización que en combinación con la reivindicación 1ª se
caracteriza por disponer en los interacumuladores (4) y (5)
sendos vasos de expansión de agua (11), para controlar las
variaciones de temperatura, presión y volumen del agua en dichos
interacumuladores.
4. Generador termodinámico mejorado para
producción de agua caliente sanitaria y agua caliente o fría para
climatización que en combinación con la reivindicación 1ª a 4ª que
se caracteriza, por disponer en el circuito una llave (34) a
la salida de la válvula de cuatro vías (2) y con anterioridad al
intercambiador que en paralelo dispone de dos interacumuladores (4)
y (5) que en sus respectivas entradas y salidas llevan los
elementos independizantes señalados en la reivindicación primera y
que a su salida por la rama (12) llega a una llave (13) dispuesta
con anterioridad a una bifurcación de las ramas (14) y (26) las
cuales llegan a las válvulas (15) y (27) y a partir de dichas
válvulas existe un segundo circuito en combinación que tiene como
centro el conjunto de intercambiadores (24) de refrigeración con el
tren de ventilación (36) correspondiente y que dispone a la entrada
del intercambiador de alta presión (19) el recipiente acumulador de
líquido (18) según la reivindicación 2a y que pasando por la
ramificación (30) vuelve a entrar en el conjunto de
intercambiadores (24) al intercambiador (23) después de haber
pasado por el expansor (29), para finalmente volver a la válvula de
cuatro vías (2) que cierra el circuito con el compresor (1), siendo
controlado el sentido así como el circuito que debe realizar el
fluido, mediante el control de las válvulas antiretorno (7), (8),
(10-10''), (15), (20), (27) y (32), la
electro-válvula de cuatro vías (2), las
electro-válvulas (6) y (9-9''), las
llaves (13) y (34) y el expansor (29).
5. Generador termodinámico mejorado para
producción de agua caliente sanitaria y agua caliente o fría para
climatización que en combinación con la reivindicación 1ª a 4ª que
se caracteriza por poder disponer de un intercambio o
sustitución en la disposición del expansor (29) con la válvula (32)
añadiendo un expansor (35) entre el interacumulador (5) y la
electro-válvula (9') tal y como se representa en la
figura 5 produciendo los mismos efectos y disposiciones señalados
en las reivindicaciones anteriores.
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