ES2211463T3 - Perfeccionamiento en los aparatos generadores de agua caliente y de agua de calefaccion central. - Google Patents
Perfeccionamiento en los aparatos generadores de agua caliente y de agua de calefaccion central.Info
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Abstract
Aparato generador de agua caliente sanitaria y de agua de calefacción central, que utiliza la combustión de un gas y que comprende un circuito de agua cerrado llamado de "calentamiento sanitario" que comprende una bomba de circulación (5), una tubería (4) asociada a un quemador de gas (3) en una cámara de combustión (2) y que forma con este quemador (3) un intercambiador térmico principal, y el primario (6) de un intercambiador térmico auxiliar (E); un circuito de agua de extracción que comprende una llegada de agua fría (7), el secundario (9) del intercambiador térmico auxiliar (E) y una salida de extracción (8), comprendiendo el intercambiador térmico auxiliar (E) un depósito (10) de capacidad reducida y un intercambiador directo a contracorriente (14, 14''), que es un intercambiador de placas esencialmente dispuesto en el interior del depósito (10), y de manera que el intercambiador directo (14, 14'') esté montado corriente arriba con respecto al depósito (10) sobre el circuito de extracción (9), y un circuito de calefacción central (19), montado en paralelo sobre la porción del circuito de calentamiento sanitario que comprende la bomba (5) y la tubería (4), siendo la conexión de un extremo de dicho circuito de calefacción central (19) con dicha porción (4, 5)efectuada por una válvula de tres vías (21).
Description
Perfeccionamiento en los aparatos generadores de
agua caliente y de agua de calefacción central.
La invención se refiere a los aparatos
generadores de agua caliente sanitaria y de agua de calefacción
central, que utiliza la combustión de un gas.
La invención prevé más particularmente unos
perfeccionamientos aportados a unos aparatos de este tipo, llamados
mixtos, tales como los descritos en los documentos
FR-A-2 742 214 y
EP-A-0 778 450, y que
comprenden:
- -
- un circuito de agua cerrado llamado "de calentamiento sanitario", que comprende una bomba de circulación, una tubería asociada a un quemador de gas en una cámara de combustión y que forma con este quemador un intercambiador térmico principal, y el primario de un intercambiador térmico auxiliar,
- -
- un circuito de agua de extracción que comprende una llegada de agua fría, el secundario del intercambiador térmico auxiliar y una salida de extracción, comprendiendo el intercambiador térmico auxiliar un depósito de capacidad reducida y un intercambiador directo a contracorriente montado corriente arriba con respecto al depósito sobre el circuito de extracción, y
- -
- un circuito de calefacción central, montado en paralelo sobre la porción del circuito de calentamiento sanitario que comprende la bomba y la tubería, siendo la conexión de un extremo de dicho circuito de calefacción central con dicha porción efectuada por una válvula de tres vías.
En los documentos
FR-A-2 742 214 y
EP-A-0 778 450, el depósito y el
intercambiador directo a contracorriente del intercambiador térmico
auxiliar están en serie, de manera que el intercambiador directo
está montado corriente abajo con respecto al depósito sobre el
circuito de calentamiento sanitario, atravesando el agua caliente
que proviene de la tubería del intercambiador principal un bucle del
primario del intercambiador térmico auxiliar que está sumergido en
el depósito antes de llegar al primario del intercambiador directo a
contracorriente.
Además, según los documentos citados, el
intercambiador directo a contracorriente puede ser de un tipo
compacto de placas, y puede estar sumergido en el interior del
depósito.
Pero, en este caso, el primario del
intercambiador directo a contracorriente y de placas permanece
corriente abajo, sobre el circuito de calentamiento sanitario, del
bucle citado, sumergido en el depósito.
El problema base de la invención es perfeccionar
un aparato generador de agua caliente del tipo presentado
anteriormente y conocido por los documentos citados, y en el cual el
intercambiador directo a contracorriente es un intercambiador de
placas esencialmente dispuesto en el interior del depósito,
simplificando la concepción del conjunto hidráulico de dicho aparato
para, por una parte, facilitar el montaje y el mantenimiento de este
conjunto hidráulico, y, por otra parte, conseguir que las funciones
de dicho conjunto hidráulico sean realizadas de forma más
económica.
Con este fin, el aparato generador de agua
caliente según la invención, del tipo presentado anteriormente, se
caracteriza porque el primario del intercambiador directo de placas
es alimentado con agua caliente desde la tubería del intercambiador
principal, es decir sin el intermedio de un bucle sumergido en el
depósito y que pertenece al primario del intercambiador térmico
auxiliar, y porque el primario del intercambiador térmico de placas
comprende por lo menos dos canales laterales extremos, adyacentes a
dos paredes laterales externas y opuestas del intercambiador
directo, en los extremos laterales del conjunto de los canales
delimitados entre las placas sensiblemente paralelas del
intercambiador directo, de manera que el agua en el primario del
intercambiador directo está en relación de intercambio térmico con
el agua del circuito de extracción, por una parte, en el depósito y
alrededor del intercambiador directo, por convección a través de
dichas paredes extremas del intercambiador directo que están en
contacto directo con el agua del circuito de extracción en el
depósito, para asegurar las funciones de calentamiento y de
mantenimiento en temperatura del agua sanitaria en el depósito, y,
por otra parte, en por lo menos un canal del secundario del
intercambiador directo, que se extiende entre dichos canales
laterales, desembocando la salida del secundario del intercambiador
directo directamente en el depósito, para asegurar la función de
calentamiento directo del agua fría sanitaria en curso de
extracción.
Una ventaja del aparato según la invención es que
se pueden obtener unas excelentes prestaciones de mantenimiento en
temperatura y de calentamiento del agua sanitaria del depósito,
cuando tiene lugar una nueva puesta en funcionamiento después de una
parada total del aparato, porque los dos canales extremos del
intercambiador de placas, adyacentes a las paredes laterales
externas y opuestas de este intercambiador, pertenecen al primario
de este intercambiador y son obligatoriamente irrigadas por el agua
caliente que proviene de la tubería del intercambiador principal,
eventualmente por medio de la válvula de tres vías, lo que asegura
una transferencia térmica directa a través de estas dos paredes
externas del intercambiador de placas, por convección forzada por el
lado interno de estas paredes, por la circulación del agua caliente
del circuito de calentamiento sanitario cuando la bomba de
circulación funciona, y por convección libre por el lado externo de
estas paredes, en el agua sanitaria contenida en el depósito.
Esta ventaja está reforzada si, ventajosamente,
el intercambiador directo de placas comprende un conjunto de placas
provistas de relieves en sus dos caras laterales y que están
acopladas y soldadas unas a las otras por lo menos a lo largo de su
periferia, y de manera que delimiten entre las placas unos canales
del primario y del secundario del intercambiador directo,
extendiéndose cada canal del secundario entre dos canales del
primario, y constituyendo las dos placas en los extremos del
conjunto de placas las paredes laterales externas del intercambiador
directo. Para disponer de una superficie de intercambio térmico
suficiente a nivel de las paredes externas, a fin de obtener unas
características requeridas de mantenimiento en temperatura y de
calentamiento del agua del depósito, en las circunstancias
mencionadas anteriormente, es suficiente entonces dar a las placas
del intercambiador directo unas dimensiones suficientes, en general
ligeramente mayores que las de las placas utilizadas en el caso de
un intercambiador directo de placas exterior al depósito.
En tres modos de realización preferidos se
recurre además a una o a varias de las disposiciones siguientes.
En un primer modo de realización, el
intercambiador directo está soportado en el depósito por lo menos
por tres tubos rígidos que atraviesan con estanqueidad la pared del
depósito, y de los que un primer tubo conecta el circuito de
calentamiento sanitario con la entrada del primario del
intercambiador directo, en una parte extrema de dicho intercambiador
directo en la cual se abre también la salida del secundario de dicho
intercambiador directo, conectando los segundo y tercer tubos
respectivamente la salida del primario y la entrada del secundario
del intercambiador directo, en la parte extrema opuesta de dicho
intercambiador directo, al circuito de calentamiento sanitario y al
circuito de agua de extracción respectivamente. Este modo de
realización necesita el montaje del intercambiador directo en el
depósito antes del cierre de este último, de manera que el conjunto
depósito-intercambiador de placas no es fácilmente
desmontable, incluso indesmontable.
En un segundo ejemplo de realización, con un
conjunto depósito-intercambiador de placas
desmontable, el intercambiador directo de placas está soportado en
el depósito por lo menos por dos bridas unidas cada una con
estanqueidad a una respectivamente de las dos partes opuestas de la
pared del depósito, que están perforadas cada una por una abertura,
soportando cada una de las dos bridas una respectivamente de las dos
partes extremas opuestas de dicho intercambiador directo,
participando una primera brida además en la conexión estanca entre
el circuito de calentamiento sanitario y la entrada del primario del
intercambiador directo, y poniendo en comunicación la salida del
secundario de dicho intercambiador directo con el interior del
depósito, y asegurando la segunda brida una conexión estanca entre,
por una parte, la salida del primario de dicho intercambiador
directo y el circuito de calentamiento sanitario, y, por otra parte,
la entrada del secundario de dicho intercambiador directo y el
circuito de agua de extracción.
Así, el intercambiador directo de placas puede
ser montado previamente sobre dos bridas en los extremos del
intercambiador, y después el conjunto puede ser introducido en el
depósito por una de las aberturas de la pared y fijado por las
bridas sobre la pared del depósito.
Sin embargo, para limitar el tamaño de una de las
aberturas en la pared del depósito, es ventajoso que la primera
brida envuelva sensiblemente parte del extremo correspondiente del
intercambiador directo en el interior del depósito, y comprenda un
terminal de conexión estanca con la entrada del primario de dicho
intercambiador directo, estando dicho terminal de conexión acoplado
con estanqueidad en una pieza de soporte, que soporta la primera
brida y aplicada con estanqueidad alrededor de una abertura en la
pared del depósito, presentando esta pieza de soporte un terminal de
conexión estanca al circuito de calentamiento sanitario.
En este segundo modo de realización, es ventajoso
que la segunda brida envuelva sensiblemente la parte extrema
correspondiente del intercambiador directo y está directamente
aplicada con estanqueidad alrededor de una abertura en la pared del
depósito para la inserción del intercambiador directo en el
depósito, y dicha segunda brida comprende dos terminales de conexión
estanca, de los que uno asegura la conexión entre la salida del
primario del intercambiador directo y el circuito de calentamiento
sanitario, y el otro asegura la conexión entre el circuito de agua
de extracción y la entrada al secundario de dicho intercambiador
directo.
En los primer y segundo modos de realización,
para facilitar las conexiones hidráulicas, las entradas y salidas
del primario y el secundario del intercambiador directo pueden
desembocar en una misma pared lateral externa del intercambiador
directo, estando la entrada del primario y la salida del secundario
practicadas en una parte extrema de dicho intercambiador directo,
mientras que la entrada del secundario y la salida del primario
están practicadas en la parte extrema opuesta de dicho
intercambiador directo.
Sin embargo, la entrada del primario y la salida
del secundario pueden estar practicadas en una parte extrema y en
una pared lateral externa del intercambiador de placas, mientras que
la salida del primario y la entrada del secundario están practicadas
en la parte extrema opuesta del intercambiador y en la otra pared
lateral externa de este último.
En el tercer modo de realización preferido, el
intercambiador directo está soportado en el depósito por lo menos
por una brida que envuelve sensiblemente una parte extrema del
intercambiador directo, y conectada con estanqueidad a una parte de
la pared del depósito que presenta una abertura de inserción del
intercambiador directo en el depósito, comprendiendo dicha brida
tres terminales de conexión estanca que participan en las conexiones
entre las entrada y salida del primario y la entrada del secundario
del intercambiador directo a los circuitos respectivamente de
calentamiento sanitario y de agua de extracción, así como un paso de
comunicación entre la salida del secundario del intercambiador
directo y el interior del depósito.
El aparato presenta así un conjunto
depósito-intercambiador directo desmontable, siendo
el intercambiador directo de placas previamente montado sobre una
brida en un extremo del intercambiador y pudiendo el conjunto ser
introducido en el depósito por una abertura de inserción y fijado
por la brida sobre la pared del depósito, alrededor de la abertura
de inserción.
Para facilitar este montaje, la brida comprende
ventajosamente por lo menos dos partes de brida fijadas una a la
otra apretando entre ellas dicha parte extrema del intercambiador
directo, presentando una primera parte de brida dos terminales de
conexión estanca respectivamente con la salida del primario y con la
entrada del secundario del intercambiador directo, y presentando la
segunda parte de brida un terminal de conexión estanca con la
entrada del primario del intercambiador directo, y un terminal de
comunicación de la salida del secundario del intercambiador directo
con el interior del depósito, estando los dos terminales de la
primera parte de brida y el terminal de la segunda parte de brida
acoplados con estanqueidad cada uno en uno respectivamente de tres
terminales de una pieza de soporte, que soporta dichas partes de
brida y aplicada con estanqueidad sobre la pared del depósito
alrededor de la abertura de inserción del intercambiador directo en
el depósito, asegurando los terminales de la pieza de soporte la
conexión estanca con el circuito de calentamiento sanitario para los
dos terminales que reciben los dos terminales de conexión estanca de
las partes de brida en las entrada y salida del primario del
intercambiador directo, y con el circuito de agua de extracción para
el terminal que recibe el terminal de conexión estanca de la segunda
parte de brida con la entrada del secundario del intercambiador
directo.
De esta manera, el intercambiador directo puede
ser soportado en voladizo en el depósito. Pero, ventajosamente, el
intercambiador directo y el depósito pueden estar dispuestos
sensiblemente verticalmente, el primero preferentemente en la parte
baja en el segundo y de manera que la pieza de soporte constituya un
fondo del depósito y presente unos medios, tal como un cuarto
terminal tubular, para la conexión estanca con un tubo de extracción
de agua caliente sanitaria por la parte alta en el depósito, y con
dicha salida de extracción.
Este modo de realización se combina
ventajosamente con la utilización de un intercambiador de placas
cuyas entradas y salidas del primario y del secundario están
practicadas en una sola y única parte extrema del intercambiador
directo, desembocando la entrada del primario y la salida del
secundario ventajosamente en una pared lateral externa de este
intercambiador directo, mientras que la salida del primario y la
entrada del secundario desembocan ventajosamente en la pared lateral
externa de este intercambiador directo.
Otras ventajas y características de la invención
se pondrán de manifiesto a partir de la descripción dada a
continuación, a título no limitativo, de ejemplos de realización
descritos con referencia a los planos anexos, en los cuales:
- la figura 1 representa esquemáticamente un
aparato mixto de calentamiento de agua de acuerdo con la invención,
así como la instalación asociada a este aparato,
- las figuras 2a y 2b son vistas esquemáticas
explosionadas de un primer ejemplo de intercambiador de placas
utilizable en el aparato de la figura 1, y representado
respectivamente en modo de calentamiento directo del agua sanitaria
en curso de extracción y en modo de mantenimiento de temperatura y
de calentamiento del agua sanitaria en el depósito,
- la figura 2c es análoga a la figura 2a para una
variante del intercambiador de las figuras 2a y 2b,
- la figura 3 representa esquemáticamente un
primer conjunto depósito-intercambiador de placas
que comprende un intercambiador según las figuras 2a a 2c, o según
la figura 2c,
- las figuras 4 y 5 representan esquemáticamente
un segundo ejemplo de conjunto
depósito-intercambiador de placas que comprende un
intercambiador según las figuras 2a y 2b, respectivamente a nivel de
sus extremos de la derecha y de la izquierda en estas figuras,
- las figuras 6a y 6b son unas vistas análogas a
las figuras 2a y 2b para un ejemplo de intercambiador de placas del
tipo "de dos pasadas", cuyas entradas y salidas del primario y
del secundario están practicadas en un mismo extremo del
intercambiador,
- las figuras 7 y 8 son vistas esquemáticas en
parte en sección y parte en alzado lateral, respectivamente de un
lado y del otro del extremo del intercambiador de las figuras 6a y
6b en el cual están practicadas las entradas y salidas del primario
y del secundario, a la derecha en las figuras 6a y 6b, y
- la figura 9 es una vista esquemática de un
montaje vertical del intercambiador directo según las figuras 6a y
6b, y según una variante del montaje de las figuras 7 y 8.
En la figura 1, el aparato de calentamiento
considerado comprende, en el interior de una carcasa 1:
- -
- un generador de calorías que comprende, en una cámara de combustión 2, un quemador de gas 3 y una tubería 4 expuesta a las llamas y/o a los gases calientes producidos por el quemador 3, estando la tubería 4 destinada a ser recorrida por el agua a calentar y constituyendo con el quemador 3 un intercambiador térmico principal,
- -
- una bomba de circulación 5 conectada a la tubería 4,
- -
- una porción de conducto 6 que forma, con la tubería 4 y la bomba 5, un circuito cerrado llamado de calentamiento sanitario, constituyendo esta porción 6 el primario de un intercambiador térmico auxiliar E, y
- -
- un circuito de extracción que comprende, entre su llegada de agua fría 7 y una salida de agua caliente 8, una porción 9 que pertenece al secundario del intercambiador térmico auxiliar E.
- La invención prevé esencialmente este intercambiador térmico auxiliar E.
- El intercambiador E comprende:
- -
- por una parte, un depósito 10 destinado a contener una reserva de agua caliente sanitaria, de volumen relativamente reducido, inmediatamente disponible para la extracción, estando el volumen interior del depósito 10, que forma parte de la porción 9 o secundario del intercambiador E, conectado en un punto alto 13 en el depósito 10 a la salida de agua caliente 8 por un tubo rígido 11 que penetra en el depósito 10, y
- -
- por otra parte un intercambiador térmico 14, que es un intercambiador directo a contracorriente y de placas, para presentar una gran capacidad volumétrica de intercambio térmico, que comprende un primario 15 y un secundario 16, esquematizados por dos porciones de conducción que forman parte respectivamente de las dos porciones 6 y 9 o primario y secundario del intercambiador térmico auxiliar E, y puestas en contacto térmico mutuo a contracorriente, estando este intercambiador de placas 14 sumergido en un depósito 10.
El depósito 10 y el intercambiador de placas 14
se montan de la forma siguiente: el primario 15 del intercambiador
de placas 14, sobre la porción 6 del circuito de calentamiento
sanitario 4, 5, 6, es directamente alimentado por la tubería 4 del
intercambiador principal 2, a través de la válvula 21 de tres vías y
dos posiciones (cuya función se explica a continuación), cuando la
válvula 21 está en la posición representada en la figura 1. El
primario del intercambiador térmico auxiliar E está por tanto
esencialmente constituido por el primario 15 del intercambiador de
placas 14. En cuanto al secundario 9 del intercambiador térmico
auxiliar E, el mismo está constituido en serie, de corriente arriba
hacia corriente abajo, es decir de la llegada de agua fría 7 hacia
la salida de agua caliente 8, por el secundario 16 del
intercambiador de placas 14 y por el volumen de agua en el interior
del depósito 10 y alrededor del intercambiador de placas 14,
desembocando la salida del secundario 16 del intercambiador 14 en un
punto bajo 12 directamente en el depósito 10.
En otros términos, el intercambiador de placas 14
está montado corriente arriba con respecto al depósito 10 sobre el
circuito de extracción 7, 9, 8.
Así, cuando el quemador 3 está encendido, el agua
caliente que sale de la tubería 4 y arrastrada por la bomba 5
circula en el circuito de calentamiento sanitario y atraviesa el
primario 15 del intercambiador de placas 14, después es reciclada
por la bomba 5 hacia la tubería 4. En ausencia de extracción de agua
sanitaria, el agua sanitaria presente en el depósito 10 es calentada
y mantenida en temperatura por intercambio térmico entre el agua
caliente que circula en el primario 15 del intercambiador 14 y el
agua sanitaria en el depósito 10, a través de las paredes externas
del intercambiador 14, como se describe más precisamente a
continuación con referencia a las figuras 2a, 2b, 6a y 6b. Por el
contrario, cuando tiene lugar una extracción de agua sanitaria, el
agua sanitaria fría que entra en el circuito de extracción por la
llegada 7 atraviesa en primer lugar el secundario 16 del
intercambiador 14 y después el volumen interno del depósito 10, de
manera que es calentada por transferencia térmica entre el primario
15 y el secundario 16 del intercambiador de placas 14, y este agua
sanitaria calentada se mezcla con la contenida en el depósito 10 y
fluye a continuación por el tubo 11 hacia la salida 8 de agua
caliente sanitaria.
En la figura 1, están también representados
varios órganos o conjuntos exteriores a la carcasa 1 y conectados a
los circuitos descritos anteriormente.
Se trata:
- -
- de una fuente de agua fría a presión 17, conectada a la llegada de agua fría 7,
- -
- de un grifo de extracción 18, conectado a la salida de agua caliente 8, y
- -
- de una porción de circuito de calefacción central 19, que comprende unos radiadores 20 y montada en paralelo sobre el conjunto constituido por la tubería 4 y la bomba 5, estando una de las conexiones de la porción 19 con este conjunto 4, 5 realizada por medio de la válvula 21 de tres vías y dos posiciones, que permite conectar selectivamente el conjunto 4, 5 o bien a la porción 6 de calentamiento sanitario, o bien a la porción 19 de calefacción central.
Se ha representado también en la figura 1 una
válvula de seguridad 22, conectada a la salida de agua caliente 8,
un caudalímetro 23, montado sobre la llegada de agua fría 7, y una
sonda de temperatura 24 montada en el depósito 10.
Como variante, la sonda de temperatura 24 puede
estar dispuesta en o en la proximidad inmediata de la salida 12 del
secundario 16 del intercambiador de placas 14, y soportada por este
último, o por unas piezas de soporte y de posicionado del
intercambiador 14 en el depósito 10, y la sonda 24 puede ser
secundada por otra sonda de temperatura (no representada en la
figura 1) en o en la proximidad inmediata de la entrada del
secundario 16 del intercambiador 14. El caudalímetro 23 y la o las
sondas tal como la 24 están asociados, como se describe en el
documento FR-A-2 742 214 y
EP-A-0 778 450, a unos medios que
permiten condicionar la potencia calorífica liberada por la caldera
2-3-4 a los parámetros de caudal y
temperatura detectados, según un modo de acción ventajoso descrito
en los documentos citados, a los cuales se hará referencia para
mayor precisión a este respecto.
Es suficiente recordar que, cuando la sonda 24
detecta una temperatura de agua sanitaria en el depósito 10 inferior
a un umbral, el intercambiador 3 es puesto en funcionamiento a una
marcha máxima o a una marcha reducida según que el caudal de agua
detectado por el caudalímetro 23 sea superior o inferior a un umbral
de consigna.
En ausencia de necesidad de calefacción central
(válvula 21 en la posición de la figura 1), y en ausencia de
extracción de agua sanitaria, el grifo 18 está cerrado, el quemador
3 está apagado y la bomba 5 parada, y el depósito 10 contiene una
reserva de agua sanitaria a una temperatura suficiente, por ejemplo
del orden de 60º, para responder a las necesidades de extracción de
agua caliente sanitaria.
A partir de este estado inicial, si la
temperatura detectada por la sonda 24 resulta inferior a un umbral
de consigna, el funcionamiento de la bomba 5 y el encendido del
quemador 3 son mandados, a una marcha reducida del quemador 3, en
ausencia de extracción, lo que hace circular agua caliente por el
circuito de calentamiento sanitario 4, 5, 6, y por tanto en el
primario 15 del intercambiador de placas 14, en relación de
intercambio térmico con el agua en el depósito 10 a través de las
paredes externas del intercambiador de placas 14, hasta que la
temperatura de la reserva de agua en el depósito 10 haya alcanzado
de nuevo el valor deseado, lo que provoca la parada de la bomba 5 y
el apagado del quemador 3.
En caso de extracción de agua caliente sanitaria,
la apertura del grifo 18 no tiene consecuencias en tanto la
temperatura del agua en el depósito 10 permanece superior al umbral
de consigna. El agua caliente que proviene del depósito 10 y
extraída por el tubo 11 es reemplazada por agua fría que proviene de
la llegada 7, de manera que la temperatura de la reserva de agua en
el depósito 10 decrece progresivamente. Cuando esta temperatura
resulta inferior al umbral de consigna, la bomba 5 es puesta en
funcionamiento y el quemador 3 encendido, a un régimen que depende
del caudal de extracción, detectado por el caudalímetro 23, siendo
la potencia térmica liberada por el quemador 3 máxima o reducida
según que el umbral de consigna de caudal se ha sobrepasado o no por
el caudal de extracción, siendo mantenidos el funcionamiento de la
bomba 5 y del quemador 3 así como la circulación de agua caliente en
el circuito de calentamiento sanitario durante toda la duración de
extracción considerada.
A nivel del intercambiador de placas 14, en curso
de extracción, el agua de extracción atraviesa en principio el
secundario 16 del intercambiador 14 antes de llegar al depósito 10,
y, en razón de la temperatura más elevada del agua de calentamiento
que atraviesa el primario 15 del intercambiador 14, el agua de
extracción es calentada en el secundario 16 del intercambiador 14
antes de su introducción en el depósito 10, lo que no enfría
sensiblemente el agua caliente sanitaria en reserva en este depósito
10, y la temperatura del agua caliente sanitaria extraída puede
permanecer a un valor suficiente durante toda la extracción, o
incluso más allá de una duración de extracción correspondiente a una
distribución total del volumen en reserva en el depósito 10. La
localización del secundario 16 del intercambiador 14 corriente
arriba del depósito 10 sobre el circuito de extracción de agua
sanitaria no solamente evita al máximo la introducción de agua fría
en el depósito 10, perjudicial para el comportamiento en temperatura
de la reserva de agua contenida en este depósito 10, sino que
también evita los riesgos de sobrecalentamiento del agua extraída,
puesto que el agua sanitaria que sale del secundario 16 del
intercambiador de placas 14 es mezclada con el agua en reserva en el
depósito 10 antes de llegar al grifo 18.
El agua de calentamiento que circula en el
primario 15 del intercambiador 14 no llega nunca a una temperatura
muy elevada, lo que evita riesgos de incrustaciones del primario 15,
puesto que en ausencia de extracción, la marcha del quemador 3 es
moderada cuando funciona, y las calorías que provienen del
intercambiador principal 2, 3, 4 son esencialmente distribuidas al
agua sanitaria en el depósito 10 por intercambio térmico con el agua
de calentamiento en el primario 15 del intercambiador 14, a través
de las paredes externas de este intercambiador 14, mientras que en
modo de extracción, que la marcha del quemador 3 sea moderada o
máxima, las calorías que provienen del intercambiador principal 2,
3, 4 son principalmente transmitidas al agua sanitaria en el
secundario del intercambiador 14, por transferencia térmica a partir
del agua de calentamiento en el primario 15 de este intercambiador
14, quedando asegurada por una aportación calorífica limitada al
agua en el depósito 10 a través de las paredes externas del
intercambiador 14.
Este modo de funcionamiento muy ventajoso se
obtiene utilizando, en particular, unos intercambiadores de placas
14 ó 14', tales como los representados esquemáticamente en las
figuras 2a a 2c y 6a y 6b.
El intercambiador de placas 14 de las figuras 2a
y 2b comprende un conjunto de seis placas 26a a 26f de igual forma
externa rectangular alargada con cantos redondeados de un metal o
aleación buen conductor del calor, presentando cada placa, sobre
estas dos caras laterales, unos relieves constituidos por nervaduras
y gargantas en V en alternancia y en sucesión, de manera que dibujen
unos chevrones. Las seis placas están acopladas unas contra las
otras de manera que formen cinco canales 27a a 27e, de los que cada
uno está delimitado entre las dos caras enfrentadas de dos placas
próximas en el conjunto. Los canales 27a a 27e son fácilmente
visibles en las figuras 2a y 2b, que representan el intercambiador
de placas en perspectiva explosionada, con unas placas 26a a 26e
ligeramente separadas unas de las otras. Las dos partes extremas
longitudinales 28 y 29 de cada placa 26a a 26d están perforadas cada
una por un orificio superior 30 y por un orificio inferior 31,
presentando los dos extremos de la placa 26e cada uno solamente un
orificio superior 30, y la placa 26f no presenta ningún orificio.
Las placas del conjunto están acopladas y soldadas unas a las otras
a lo largo de su periferia para cerrar los canales 27a a 27e con
respecto al exterior del intercambiador, y de manera que pongan en
comunicación estanca todos los orificios superiores 30 entre sí y
únicamente con los canales laterales extremos 27a y 27e y el canal
central 27c para formar el primario del intercambiador de placas 14,
por una parte, y, por otra parte, de manera que conecten de forma
estanca todos los orificios inferiores 31 entre sí y con los dos
canales intermedios 27b y 27d, para formar el secundario del
intercambiador de placas 14, extendiéndose así cada canal 27b ó 27d,
del secundario entre los canales 27a y 27c ó 27c y 27e del primario,
cuyos canales laterales 27a y 27e, en los extremos laterales del
intercambiador 14, son directamente adyacentes cada uno a una
respectivamente de las placas 26a y 27f, en los extremos laterales
del conjunto, y constituyendo las paredes laterales externas y
opuestas del intercambiador 14.
Así, las entradas y salidas de los primario 15 y
secundario 16 del intercambiador 14 están practicadas en la misma
pared lateral externa 26a del intercambiador 14, correspondiendo la
entrada del primario 15 y la salida del secundario 16
respectivamente a los orificios 30 y 31 en el extremo 28 de la placa
26a, y correspondiendo la salida del primario 15 y la entrada del
secundario 16 respectivamente a los orificios 30 y 31 en el extremo
29 de esta misma placa 26a, puesto que el primario 15 y el
secundario 16 están a contracorriente, como se ha indicado
esquemáticamente por las flechas en la figura 2a.
Esta figura 2a representa el intercambiador de
placas 14 en modo de calentamiento directo del agua sanitaria que
circula en el secundario 16 (canales 27b y 27d) por el agua de
calentamiento que proviene de la tubería 4 y que circula en el
primario 15 (canales 27a, 27c, 27e).
La figura 2b representa el intercambiador de
placas 14 en modo de mantenimiento en temperatura y de calentamiento
del agua sanitaria en el depósito 10 por la circulación de agua de
calentamiento que proviene de la tubería 4 en el primario 15
(canales 27a, 27c, 27e) en ausencia de circulación de agua sanitaria
en el secundario 16. Se produce un intercambio térmico convectivo a
través de las paredes laterales extremas 26a y 26f hacia el agua en
el depósito 10. Este intercambio térmico resulta de una convección
forzada por la circulación de agua de calentamiento en los canales
extremos 27a y 27e hacia las partes laterales 26a y 26f, y de una
convección libre, esquematizada por otras flechas en la figura 2b,
entre estas paredes 26a y 26f y el agua en el depósito 10, debido al
contacto directo de estas paredes externas 26a y 26f con el agua del
circuito de extracción en el depósito 10.
En la variante de la figura 2c, que muestra
esquemáticamente otro intercambiador de placas 14 en modo de
calentamiento directo del agua sanitaria en el secundario 16 por el
agua de calentamiento en el primario 15, el primario 15 comprende
siempre los dos canales laterales extremos 27a y 27e así como el
canal central 27c, y el secundario comprende también los canales
intermedios 27b y 27d, pero los orificios superiores 30 e inferiores
31 están repartidos en los extremos 28 y 29 de las placas 26a a 26f
de manera que la entrada del primario 15 y la salida del secundario
16 (que comunican directamente con el interior del depósito 10)
corresponden respectivamente a los orificios 30 y 31 en el extremo
28 (a la izquierda en la figura 2c) de la placa extrema 26f (en la
parte posterior en la figura 2c), y no ya en la otra placa extrema
26a (en la parte delantera en la figura), en la cual quedan
practicadas la salida del primario 15 y la entrada del secundario
16, que corresponden respectivamente a los orificios 30 y 31 en el
extremo 29 (de la derecha) de esta placa extrema 26a.
Un intercambiador de placas 14 según las figuras
2a y 2b, o según la figura 2c, puede ser sumergido en el depósito 10
como se ha representado esquemáticamente en la figura 3. El
intercambiador de placas 14 es montado en el depósito 10 antes del
cierre de este último, por soldadura o estañado sobre unos extremos,
internos al depósito 10, de tres tubos rígidos 32, 33 y 34, así
ligados de forma rígida al intercambiador 14 y que atraviesan las
paredes del depósito 10 con una estanqueidad realizada también por
soldadura. El tubo 32 conecta de forma estanca la entrada del
primario 15 del intercambiador 14, por ejemplo el orificio 30 del
extremo 28 de la placa 26a del intercambiador de las figuras 2a y
2b, a una conducción de conexión con la válvula 21, mientras que el
tubo 32 conecta de forma estanca la salida del primario 15 del
intercambiador 14, por ejemplo el orificio 30 del extremo 29 de la
placa 26a en las figuras 2a y 2b, a una conducción de retorno hacia
la bomba 5, y que el tubo 34 conecta de forma estanca la entrada al
secundario 16 del intercambiador 14, por ejemplo el orificio 31 del
extremo 29 de la placa 26a en las figuras 2a y 2b, con una
conducción conectada al caudalímetro 23 y a la entrada de agua
27.
Las conexiones entre el intercambiador 14 y el
depósito 10 y las conexiones hidráulicas entre el exterior del
depósito 10 y el intercambiador 14 en el interior del depósito 10
están realizadas de forma rígida por los tubos 32, 33 y 34 rígidos
así como por las soldaduras en sus extremos y en su travesía de la
pared del depósito 10. El inconveniente de esta realización es que
el conjunto depósito-intercambiador de placas
obtenido es difícilmente desmontable.
Para realizar dicho conjunto desmontable, un
intercambiador de placas 14 tal como el de las figuras 2a y 2b o de
la figura 2c es ventajosamente montado en el depósito 10 como se ha
representado en las figuras 4 y 5.
En este ejemplo, el intercambiador de placas 14
es montado previamente sobre dos bridas, de las que una 35 (figura
4) aprieta la parte extrema del intercambiador 14 constituida por
los extremos 29 de las placas acopladas 26a a 26f, y de las que la
otra brida 36 (figura 5) aprieta la parte extrema opuesta del
intercambiador 14, constituida por los extremos 28 de las placas
acopladas 26a a 26f. La brida 35 presenta dos terminales integrados
37 y 38, con cara de conexión plana en su extremo libre, por el lado
opuesto al intercambiador 14, y que son cada uno un terminal tubular
acodado hacia el interior de la brida 35 y hacia los orificios 30 y
31 del extremo 28 de la placa 26a del intercambiador 14, de manera
que los terminales tubulares 37 y 38 son conectados de forma estanca
respectivamente con la salida del primario 15 y la entrada del
secundario 16 del intercambiador 14, con la ayuda de juntas de
estanqueidad 39 y 40 comprimidas entre los terminales 37 y 38 y la
periferia plana de los orificios 30 y 31 correspondientes.
De manera análoga, la brida 36 presenta un
terminal tubular 41 también acodado, conectado de forma estanca con
la entrada del primario 15 del intercambiador 14 por compresión de
una junta de estanqueidad 42 entre el terminal tubular 41 y la
periferia plana del orificio 30 del extremo 28 de la placa 26a que
constituye la entrada del primario, mientras que la brida 36
presenta, frente al orificio 31 que constituye la salida del
secundario 16 en este mismo extremo del intercambiador 14, un corto
manguito acodado 43 que desemboca hacia el interior del depósito 10,
cuando el intercambiador 14 y sus bridas 35 y 36 está dispuesto en
el depósito 10 de la manera siguiente. El subconjunto constituido
por el intercambiador 14 y las bridas 35 y 36 es introducido en el
depósito 10 en un sentido de montaje que va de la derecha hacia la
izquierda en las figuras 4 y 5, por un orificio 44, practicado en la
pared del depósito 10 para la inserción del intercambiador 14. Por
esta inserción, la brida 36 alrededor del extremo del intercambiador
14 que es la primera introducida en el depósito 10, está guiada por
su terminal tubular 41 en el interior de un terminal tubular 46 de
una pieza de soporte 47 fijada con estanqueidad, gracias a una junta
48, contra la pared del depósito 10, alrededor de una segunda
abertura practicada en la parte de la pared del depósito 10 que es
opuesta a la abertura 44, siendo esta segunda abertura obturada así
por la pieza de soporte 47 alrededor del terminal 41 de la brida 36,
estando la estanqueidad entre el terminal tubular 46 y el terminal
tubular 41 enmangado en este último asegurada por compresión de una
junta de estanqueidad 49 entre los dos terminales.
Después de guiado, posicionado e inmovilización
de la brida 36 y del extremo correspondiente del intercambiador 14
en la pieza de soporte 47, y por tanto sobre la pared del depósito
10, la brida 35 en el otro extremo del intercambiador 14 está
también fijada de forma estanca, por compresión de una junta de
estanqueidad 50, sobre la pared del depósito 10, alrededor de la
abertura 44 de la inserción del intercambiador 14. Es suficiente a
continuación realizar las conexiones hidráulicas estancas de los
terminales 46 y 37 con un circuito de calentamiento, respectivamente
por el lado de la válvula 21 y de la bomba 5, y la conexión
hidráulica estanca del terminal 38 con el circuito de agua de
extracción, por el lado del caudalímetro 23 y de la entrada 7, para
conseguir que el intercambiador 14 esté convenientemente posicionado
y fijado sobre unas partes opuestas de la pared del depósito 10, con
unas conexiones estancas entre las bridas 35 y 36 y el depósito 10
por compresión de las juntas 50, 49 y 48, y con unas conexiones
estancas entre la entrada y la salida del primario 15 y la entrada
del secundario 16 del intercambiador 14 con los terminales tubulares
41, 37 y 38 de las bridas 36 y 35, por compresión de las juntas 42,
40 y 39, permitiendo estos mismos terminales tubulares unas
conexiones estancas y exteriores al depósito 10 con las conducciones
de los circuitos de calentamiento y de extracción.
Además, las bridas 35 y 36 y/o la pieza de
soporte 47 pueden servir de soporte para unas sondas de temperatura
(no representadas) que detectan la temperatura del agua sanitaria
respectivamente a la entrada y a la salida del secundario 16 del
intercambiador 14.
Las bridas 35 y 36 así como la pieza de soporte
47 pueden ser moldeadas en material compuesto, por ejemplo con
matriz de resina sintética y fibras de refuerzo de vidrio o de
carbono, lo que permite obtener directamente unas formas complejas
de cubeta, para la recepción de los extremos correspondientes del
intercambiador 14, con unos terminales tubulares acodados integrados
en resalte hacia el interior de las cubetas, para las conexiones
estancas a las dos entradas y a una salida del intercambiador 14. El
moldeo de las bridas 35 y 36 y de la pieza de soporte 47 permite,
con menor coste, unas disposiciones para el montaje fácil de la
sonda de temperatura 24 de la figura 1, evitando unas disposiciones
específicas en la pared del depósito 10, tal como un soporte de
sonda soldado por ejemplo.
El intercambiador de placas 14' de las figuras 6a
y 6b, sustituible por el intercambiador de placas 14 de las figuras
1, 2a y 2b, y por su variante según la figura 2c, difiere de los
intercambiadores anteriormente descritos y del tipo llamado "de
una pasada", porque es un intercambiador del tipo llamado "de
dos pasadas", cuyas entradas y salidas de los primario y
secundario están practicadas en una misma parte extrema del
intercambiador 14', pero desembocan en las paredes laterales
opuestas del intercambiador.
Más precisamente, en las figuras 6a y 6b, el
intercambiador de placas 14' comprende un conjunto de siete placas
26'a a 26'g, que son de igual forma y de igual estructura que las
placas 26a a 26f de los intercambiadores de las figuras 2a a 2c, y
acopladas y ensambladas por soldadura de la misma manera, de forma
que delimiten entre ellas seis canales 27'a a 27'f, de los que
cuatro 27'a, 27'c, 27'd y 27'f pertenecen al primario 15', y los
otros dos 27'b y 27'e pertenecen al secundario 16' del
intercambiador 14', para que cada uno de los dos canales 27'b y 27'e
del secundario 16' se extienda entre dos canales respectivamente
27'a y 27'c, ó 27'd y 27'f, del primario 15', y que simultáneamente
los dos canales laterales extremos 27'a y 27'f del conjunto de los
canales delimitados entre las placas sean directamente adyacentes
cada uno a una respectivamente de las dos placas laterales extremas
26'a y 26'g que constituyen las dos paredes laterales opuestas del
intercambiador 14'.
A este fin, los orificios de paso superiores 30 e
inferiores 31 en las partes extremas 28 y 29 de las placas 26'a a
26'g están repartidos y conectados selectivamente entre sí y a los
canales 27'a a 27'f de manera que la entrada del primario 15' y la
salida del secundario 16' corresponden respectivamente a los
orificios superior 30 e inferior 31 en el extremo 29 (a la derecha
en las figuras 6a y 6b) de la placa lateral extrema 26'g, mientras
que la salida del primario 15' y la entrada del secundario 16'
corresponden a los orificios respectivamente superior 30 e inferior
31 en el extremo 29 de la otra placa lateral extrema 26'a.
En modo de calentamiento directo del agua
sanitaria en el secundario 16' por el agua de calentamiento en el
primario 15' (figura 6a), el agua de calentamiento fluye así de la
derecha hacia la izquierda en la figura 6a por los conductos 27'f y
27'd, y después de la izquierda hacia la derecha por los conductos
27'c y 27'a, mientras que el agua sanitaria fluye a contracorriente
de la derecha hacia la izquierda en el conducto 27'b y después de la
izquierda hacia la derecha en el conducto 27'e.
En modo de mantenimiento de temperatura y de
calentamiento del agua sanitaria en el depósito 10 (figura 6b), la
circulación en el primario 15' permanece la misma, pero se efectúa
una transferencia térmica por convección entre el agua de
calentamiento del circuito primario 15' y el agua sanitaria en el
depósito 10, a través de las paredes laterales externas del
intercambiador 14' constituidas por las placas 26'a y 26'g, como se
ha esquematizado por unas flechas.
Evidentemente, el número de placas del
intercambiador 14' (figura 6a y 6b) ó 14 (figuras 2a a 2c) puede ser
superior a 7, respectivamente 6, si es necesario, en la medida en
que los canales extremos son alimentados por el agua de
calentamiento (circuito primario).
Un intercambiador 14' de este tipo puede ser
montado en el depósito, por ejemplo en voladizo, siendo fijado de
forma estanca a la pared del depósito 10 y conectado de forma
estanca a los circuitos de calentamiento y de extracción por la
parte extrema del intercambiador 14' que presenta las entradas y
salidas de los primarios 15' y secundarios 16' de este
intercambiador 14', por ejemplo con la ayuda de una brida,
previamente montada sobre este extremo del intercambiador, y que
está soportada de forma estanca por la pared del depósito y a su vez
conectada con estanqueidad, por una parte, a las entradas y salidas
de los primario 15' y secundario 16', a excepción de la salida del
secundario 16' que desemboca en un punto bajo en el depósito 10, y,
por otra parte, a los circuitos de calentamiento y de
extracción.
Un montaje de este tipo está representado
esquemáticamente en las figuras 7 y 8 que muestran el mismo extremo
del intercambiador 14' visto parte en sección y parte en alzado
lateral de los dos lados opuestos. El extremo del intercambiador 14'
que presenta las entradas y salidas de los primario 15' y secundario
16' de este intercambiador 14' está apretada en una brida 51,
constituida por el ensamblaje de dos mitades de bridas 52 y 53
asimétricas, rígidamente fijadas una contra la otra por unos
tornillos o remaches 54, o por cualquier otro medio de fijación
apropiado tal como pegado y soldadura, y de las que una 52 recubre
principalmente la parte extrema 29 de la placa lateral externa 26'
del intercambiador 14', mientras que la otra semibrida 53 recubre
esencialmente el extremo 29 de la otra placa lateral extrema 26'g
del intercambiador 14'.
La semibrida 52, en forma de cubeta para envolver
sensiblemente la mitad de la periferia del extremo correspondiente
del intercambiador 14', presenta también dos terminales tubulares
acodados 55 y 56, que aseguran la conexión estanca por compresión de
una junta de estanqueidad respectivamente 57 y 58 contra la
periferia plana de los orificios respectivamente 30 y 31 que
corresponden, en este extremo 29 de la placa 26'a, respectivamente a
la salida del primario y a la entrada del secundario del
intercambiador 14'. Asimismo, la otra semibrida 53, también en forma
de cubeta para envolver la mitad de la periferia de este extremo del
intercambiador 14', presenta un terminal tubular acodado 59
conectado con estanqueidad con la entrada del primario 15' del
intercambiador 14' por compresión de una junta de estanqueidad 60
sobre la periferia plana del orificio 30 en el extremo 29 de la otra
placa lateral externa 26'g del intercambiador 14', presentando esta
misma semibrida 53 además un pequeño manguito acodado 61 que conecta
la salida del secundario 16', a nivel del orificio inferior 31 en
este mismo extremo 29 de la placa 26'g, con el interior del depósito
10.
La brida 51 está a su vez acoplada y soportada en
una pieza de soporte 62, también en forma general de cubeta, y que
está fijada por su periferia a la pared del depósito 10, alrededor
de una abertura 63 practicada en esta pared para la inserción del
intercambiador 14', siendo la conexión entre la pieza de soporte 62
y la pared del depósito 10 estanca por compresión de una junta de
estanqueidad 64 que rodea la abertura 63. La pieza de soporte 62
presenta también tres terminales tubulares 65, 66 y 67, en los
cuales están enmangados con estanqueidad respectivamente los
terminales tubulares 55 y 56 de la semibrida 52 y el terminal
tubular 59 de la semibrida 53, estando la estanqueidad asegurada por
compresión de juntas de estanqueidad 68, 69 y 70, cada una
comprimida entre dos terminales correspondientes enmangados uno en
el otro. Así, la pieza de soporte 62 asegura la inmovilización del
intercambiador 14' y de su brida 51 con respecto al depósito 10, por
la fijación de la pieza de soporte 62 sobre la pared del depósito
10, así como las conexiones estancas a los circuitos de
calentamiento y de extracción por los terminales 65, 66 y 67,
conectados de forma estanca respectivamente a la conducción del
circuito de calentamiento que conduce a la bomba 5 (figura 1), a la
conducción del circuito de extracción conectado al caudalímetro 23 y
a la llegada de agua fría 7, y a la conducción del circuito de
calentamiento conectado con la válvula 21.
En este ejemplo, las semibridas 52 y 53 así como
la pieza de soporte 62 pueden también ser moldeadas cada una de una
sola pieza en material compuesto, como las bridas 35 y 36 y la pieza
de soporte 47 del ejemplo de las figuras 4 y 5. Al igual que para la
pieza de soporte 47, el moldeo de la pieza de soporte 62 permite
unas disposiciones a menor coste para el montaje fácil de la sonda
de temperatura 24 (ver figura 1) sin disposición específica sobre la
pared interna del depósito 10.
Para evitar un montaje en voladizo demasiado
importante del intercambiador 14', una cala puede ser dispuesta en
el depósito 10 para soportar el extremo del intercambiador 14'
opuesto al apretado en la brida 51.
Pero otra variante de montaje del intercambiador
14' con la ayuda de la semibrida 52 y 53 y de una pieza de soporte
62', variante de la pieza de soporte 62 de las figuras 7 y 8,
permite evitar cualquier voladizo, como se ha representado en la
figura 9. Este montaje supone la utilización preferida de un
depósito 10 de forma sensiblemente cilíndrica y alargada, de menor
diámetro que en los ejemplos precedentes, pero más alargado para
conservar el volumen de la reserva de agua sanitaria caliente, y de
eje sensiblemente vertical, y el intercambiador 14' es mantenido
sensiblemente verticalmente en el depósito 10. La pieza de soporte
62', que coopera de la misma manera que la pieza de soporte 62 con
las semibridas 52 y 53 y con la pared del depósito 10 y presenta por
tanto sensiblemente la misma estructura, apropiada a este fin, que
la pieza de soporte 62, constituye uno de los fondos del depósito
10, por ejemplo su fondo inferior, cerrado estanco sobre la pared
del depósito 10 gracias a la junta de estanqueidad 64. Esta
disposición permite un funcionamiento óptimo del dispositivo,
gracias al intercambiador 14' en la parte baja en el depósito 10. La
pieza de soporte 62' es diferente de la pieza superior 62 porque
presenta unas disposiciones que permiten, en el depósito 10, la
conexión fácil del tubo 11 para extraer el agua sanitaria caliente
por la parte alta en el depósito 10, y, en el exterior del depósito
10, la conexión estanca con la conducción de salida de agua caliente
8 (ver figura 1). A este fin, además de los tres terminales
tubulares tales como 65, 67 y 66 de la pieza de soporte 62, para las
conexiones estancas respectivamente a la salida y entrada del
primario 15' y a la entrada del secundario 16' del intercambiador
14', la pieza de soporte 62' puede comprender un cuarto terminal
tubular 71, en el cual el tubo 11 está enmangado con estanqueidad y
se conecta a su vez con estanqueidad a la conducción de salida de
agua caliente 8 por su extremo externo al depósito 10.
Este ejemplo presenta las ventajas de una
simplicidad de realización del depósito 10 y de una simplificación
de las operaciones de montaje del intercambiador 14' en el depósito
10 y de control de este montaje.
Claims (11)
1. Aparato generador de agua caliente sanitaria y
de agua de calefacción central, que utiliza la combustión de un gas
y que comprende un circuito de agua cerrado llamado de
"calentamiento sanitario" que comprende una bomba de
circulación (5), una tubería (4) asociada a un quemador de gas (3)
en una cámara de combustión (2) y que forma con este quemador (3) un
intercambiador térmico principal, y el primario (6) de un
intercambiador térmico auxiliar (E); un circuito de agua de
extracción que comprende una llegada de agua fría (7), el secundario
(9) del intercambiador térmico auxiliar (E) y una salida de
extracción (8), comprendiendo el intercambiador térmico auxiliar (E)
un depósito (10) de capacidad reducida y un intercambiador directo a
contracorriente (14, 14'), que es un intercambiador de placas
esencialmente dispuesto en el interior del depósito (10), y de
manera que el intercambiador directo (14, 14') esté montado
corriente arriba con respecto al depósito (10) sobre el circuito de
extracción (9), y un circuito de calefacción central (19), montado
en paralelo sobre la porción del circuito de calentamiento sanitario
que comprende la bomba (5) y la tubería (4), siendo la conexión de
un extremo de dicho circuito de calefacción central (19) con dicha
porción (4, 5) efectuada por una válvula de tres vías (21),
caracterizado porque el primario (15, 15') del intercambiador
directo (14, 14') es alimentado con agua caliente desde dicha
tubería (4) y comprende por lo menos dos conductos laterales
extremos (27a, 27e; 27'a, 27'f), adyacentes a dos paredes laterales
(26a, 26f; 26'a, 26'g) externas y opuestas del intercambiador
directo (14, 14'), a los extremos laterales del conjunto de los
conductos (27a-27c; 27'a-27'f)
delimitados entre las placas (26a-26f;
26'a-26'g) sensiblemente paralelos al intercambiador
directo (14, 14'), de manera que el agua en el primario (15, 15')
del intercambiador directo (14, 14') está en relación de intercambio
térmico con el agua del circuito de extracción, por una parte, en el
depósito (10) y alrededor del intercambiador directo (14, 14'), por
convección a través de dichas paredes externas (26a, 26f; 26'a,
26'g) del intercambiador directo (14, 14') que están en contacto
directo con el agua del circuito de extracción en el depósito (10),
y por otra parte, en por lo menos un canal (27b, 27d; 27'b, 27'e)
del secundario (16, 16') del intercambiador directo (14), que se
extienden entre dichos canales laterales (27a, 27c; 27'a, 27'f),
desembocando la salida (12) del secundario (16, 16') del
intercambiador directo (14, 14') directamente en el depósito
(10).
2. Aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque el intercambiador directo (14) está
soportado en el depósito (10) por lo menos por tres tubos (32, 33,
34) rígidos que atraviesan con estanqueidad la pared del depósito
(10), y de los que un primer tubo (32) conecta el circuito de
calentamiento sanitario con la entrada del primario (15) del
intercambiador directo (14), en una parte extrema de dicho
intercambiador directo (14) en la cual se abre también la salida
(12) del secundario (16) de dicho intercambiador directo (14),
conectando el segundo y tercer tubos (33, 34) respectivamente la
salida del primario (15) y la entrada del secundario (16) del
intercambiador directo (14), en la parte extrema opuesta a dicho
intercambiador directo (14), al circuito de calentamiento sanitario
y al circuito de agua de extracción respectivamente.
3. Aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque el intercambiador directo (14) está
soportado en el depósito (10) por lo menos por dos bridas (35, 36)
unidas cada una con estanqueidad (50, 48) a una respectivamente de
las dos partes opuestas de la pared del depósito (10) que están
perforadas cada una por una abertura (44), soportando cada una de
las dos bridas (35, 36) una respectivamente de las dos partes (29,
28) extremas opuestas de dicho intercambiador directo (14),
participando una primera brida (36) además en la conexión estanca
entre el circuito de calentamiento sanitario y la entrada del
primario (15) del intercambiador directo (14) y poniendo en
comunicación la salida del secundario (16) de dicho intercambiador
directo (14) con el interior del depósito (10), y asegurando la
segunda brida (35) una conexión estanca entre, por una parte, la
salida del primario (15) de dicho intercambiador directo (14) y el
circuito de calentamiento sanitario, y, por otra parte, la entrada
del secundario (16) de dicho intercambiador directo (14) y el
circuito de agua de extracción.
4. Aparato según la reivindicación 3,
caracterizado porque la primera brida (36) envuelve
sensiblemente la parte extrema correspondiente (28) del
intercambiador directo (14) en el interior del depósito (10), y
comprende un terminal (41) de conexión estanca (42) con la entrada
del primario (15) de dicho intercambiador directo (14), estando
dicho terminal de conexión (41) acoplado con estanqueidad (49) en
una pieza de soporte (47), que soporta la primera brida (36) y
aplicada con estanqueidad (48) alrededor de una abertura en la pared
del depósito (10), y que presenta un terminal (46) de conexión
estanca al circuito de calentamiento sanitario.
5. Aparato según una de las reivindicaciones 3 y
4, caracterizado porque la segunda brida (35) envuelve
sensiblemente la parte extrema correspondiente (29) del
intercambiador directo (14) y está directamente aplicada con
estanqueidad (50) alrededor de una abertura (44) en la pared del
depósito (10) para la inserción del intercambiador directo (14) en
el depósito (10), y dicha segunda brida (35) comprende dos
terminales (37, 38) de conexión estanca, de los que uno (37) asegura
la conexión entre la salida del primario (15) de dicho
intercambiador directo (14) y el circuito de calentamiento
sanitario, y el otro (38) asegura la conexión entre el circuito de
agua de extracción y la entrada al secundario (16) de dicho
intercambiador directo (14).
6. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las entradas y
salidas del primario (15) y del secundario (16) del intercambiador
directo (14) desembocan en una misma pared lateral externa (26a) de
dicho intercambiador directo (14), estando la entrada del primario
(15) y la salida del secundario (16) practicadas en una parte
extrema (28) de dicho intercambiador directo (14), mientras que la
entrada del secundario (16) y la salida del primario (15) están
practicadas en la parte extrema opuesta (29) de dicho intercambiador
directo (14).
7. Aparato según la reivindicación 1,
caracterizado porque el intercambiador directo (14') está
soportado en el depósito (10) por lo menos por una brida (51) que
envuelve sensiblemente una parte extrema (29) del intercambiador
directo (14'), y conectada con estanqueidad (64) a una parte de la
pared del depósito (10) que presenta una abertura (63) de inserción
del intercambiador directo (14') en el depósito (10), presentado
dicha brida (51) tres terminales (55, 56, 59) de conexión estanca
que participan en las conexiones entre las entrada y salida del
primario (15') y la entrada del secundario (16') del intercambiador
directo (14') con los circuitos respectivamente de calentamiento
sanitario y de agua de extracción así como un paso (61) de
comunicación entre la salida del secundario (16') del intercambiador
(14') y el interior del depósito (10).
8. Aparato según la reivindicación 7,
caracterizado porque dicha brida (51) comprende por lo menos
dos partes de brida (52, 53) fijadas una a la otra apretando entre
ellas dicha parte extrema (29) del intercambiador directo (14'),
presentando una primera parte de brida (52) dos terminales (55, 56)
de conexión estanca (57, 58) respectivamente con la salida del
primario (15') y con la entrada del secundario (16') del
intercambiador directo (14'), y presentando la segunda parte de
brida (53) un terminal (59) de conexión estanca con la entrada del
primario (15') del intercambiador directo (14'), y un terminal (61)
de comunicación de la salida del secundario (16') del intercambiador
directo (14') con el interior del depósito (10), estando los dos
terminales (55, 56) de la primera parte de brida (52) y el terminal
(59) de la segunda parte de brida (53) acoplados con estanqueidad
cada uno en uno respectivamente de los tres terminales (65, 66, 67)
de una pieza de soporte (62, 62'), que soporta dichas partes de
brida (52, 53) y aplicada con estanqueidad (64) sobre la pared del
depósito (10) alrededor de la abertura (63) de inserción del
intercambiador directo (14') en el depósito (10), asegurando los
terminales (65, 66, 67) de la pieza de soporte (62, 62') la conexión
estanca con el circuito de calentamiento sanitario para los dos
terminales (65, 67) que reciben los terminales (55, 59) de conexión
estanca de las partes de brida (52, 53) en las entrada y salida del
primario (15') del intercambiador directo (14'), y con el circuito
de agua de extracción para el terminal (66) que recibe el terminal
(56) de conexión estanca de la segunda parte de brida (52) con la
entrada del secundario (16') del intercambiador directo (14').
9. Aparato según la reivindicación 8,
caracterizado porque el intercambiador directo (14') y el
depósito (10) están dispuestos sensiblemente verticalmente, el
primero preferentemente en la parte baja en el segundo, y de manera
que la pieza de soporte (62') constituye un fondo del depósito (10)
y comprende unos medios, tal como un cuarto terminal tubular (71),
para la conexión estanca con un tubo (11) de extracción de agua
caliente sanitaria por la parte alta en el depósito (10), y con
dicha salida de extracción (8).
10. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque las entradas y
salidas del primario (15') y del secundario (16') del intercambiador
directo (14') están practicadas en una misma parte extrema (29) de
dicho intercambiador directo (14'), desembocando la entrada del
primario (15') y la salida del secundario (16') en una pared lateral
externa (26'g) de dicho intercambiador directo (14'), mientras que
la salida del primario (15') y la entrada del secundario (16')
desembocan en la pared lateral externa opuesta (26'a) de dicho
intercambiador directo (14').
11. Aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el
intercambiador directo (14, 14') de placas comprende un conjunto de
placas (26a-26f; 26'a-26'g)
provistas de relieves en sus dos caras laterales y que están
acopladas y soldadas unas a las otras por lo menos a lo largo de su
periferia, y de manera que delimiten entre las placas unos canales
(27a-27e; 27'a-27'f) del primario
(15, 15') y del secundario (16, 16') del intercambiador directo (14,
14'), extendiéndose cada canal (27b, 27d; 27'b, 27'e) del
secundario (16, 16') entre dos canales (27a, 27c, 27e; 27'a, 27'c,
27'd, 27'f) del primario (15, 15'), y las dos placas (26a, 26f;
26'a, 26'g) en los extremos del conjunto de placas que constituyen
las paredes laterales externas del intercambiador directo (14,
14').
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