ES2215280T3 - Aparato de gas para calentamiento de agua por contacto directo. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A LA CALEFACCION DE AGUA POR CONTACTO DIRECTO. EL APARATO CONSTA DE UNA PRIMERA CAMARA (10), UN DISPOSITIVO DE DESCARGA DE AGUA (15) ASOCIADO A UN PRIMER REVESTIMIENTO (16) QUE POSEE ELEMENTOS DE INTERCAMBIO DE CALOR (17), UN QUEMADOR (18) SITUADO BAJO EL REVESTIMIENTO (16), UN CONDUCTO DE ALIMENTACION DEL QUEMADOR (18) EN GAS COMBUSTIBLE, UN DISPOSITIVO COLECTOR DE AGUA (20), UN DISPOSITIVO ADICIONAL DE REVESTIMIENTO (31) CON ELEMENTOS DE INTERCAMBIO DE CALOR SITUADOS EN UNA CAMARA ADICIONAL (30) Y UN DISPOSITIVO ADICIONAL (29) DE DESCARGA DE AGUA PARA FORMAR UNA FUENTE DE AIRE HUMEDO DESTINADO A SER MEZCLADO CON EL GAS COMBUSTIBLE. APLICACION A LA CALEFACCION INDUSTRIAL Y DOMESTICA DE AGUA.

Description

Aparato de gas para calentamiento de agua por contacto directo.

La presente invención se refiere a un aparato de calentamiento de agua por contacto directo según el preámbulo de la reivindicación 1 que tiene un rendimiento elevado y unas emisiones de óxidos NO_{x} extremadamente bajas, en el cual los gases quemados que dejan la caja del aparato de calentamiento sufren un enfriado suplementario en un relleno secundario destinado a extraer una cantidad suplementaria de calor sensible y latente, y en el cual el aire de combustión es precalentado y humedecido en un tercer relleno antes de la mezcla del gas natural, por lo que las emisiones de óxidos NO_{x} son notablemente reducidas y el rendimiento térmico es incrementado a fin de que el poder calorífico global del combustible sea incrementado.

Se conoce ya por el documento FR 2 557 684 A una caldera de calefacción o de provisión de agua caliente sanitaria que utiliza un humidificador de gas comburente y un lavador de humos, así como un recinto de regado principal atravesado por los gases de combustión, con los medios de pulverización de agua en la parte alta del recinto y en la parte baja del recinto con una cuba de recuperación del agua pulverizada y un quemador.

El documento US 4 765 280 describe por otra parte un recinto de un aparato de calentamiento de agua equipado con un revestimiento de material endotérmico.

Se conoce también por el documento JP 61 240 009 A un sistema de caldera en el cual se humidifica y se recalienta el aire comburente en una primera columna de calentamiento y de humidificación mientras que los gases de combustión son enfriados y deshumidificados en una columna de enfriado y de deshumidificación, de manera que se incremente el rendimiento térmico reduciendo al mismo tiempo las emisiones de óxidos NO_{x}.

Se hará referencia a la patente francesa nº 81.12 770 solicitada el 29 de junio de 1981 y relativa a un sistema de tratamiento de gases quemados de los quemadores de gas, y a la patente francesa nº 88.11 651 solicitada el 6 de septiembre de 1988 y que se refiere al principio utilizado en unos aparatos de calentamiento por contacto directo. Se considera que se trata de la técnica anterior más próxima y se refiere a un conjunto que comprende una segunda sección y una tercera sección con relleno dispuestas en un sistema que trabaja a la manera de una bomba de vapor de agua para el tratamiento de los gases quemados de escape a la salida de una caldera, asegurando un tratamiento suplementario del aire de combustión a la entrada de la caldera. El sistema descrito se refiere al intercambio de calor y de condensado utilizado para la humidificación-secado y para el calentamiento-enfriado de gas por un sistema de intercambio.

Es necesario reducir aún de forma importante las emisiones de óxidos NO_{x} de los aparatos de calentamiento de agua por gas gracias al perfeccionamiento de su realización.

También es necesario incrementar el rendimiento térmico por elevación del punto de rocío de los productos de combustión.

Una característica de la presente invención es la realización de un aparato de calentamiento de agua por gas por contacto directo que presenta una reducción importante de las emisiones de los óxidos NO_{x} y en el cual un relleno secundario está dispuesto corriente abajo de la chimenea de escape de la caja del quemador principal a fin de que reduzca aún más la temperatura de los gases de escape y permita la utilización, en circuito cerrado, de agua caliente producida por el relleno secundario a fin de que el aire ambiente, destinado a ser utilizado en forma mezclada con el gas natural para la alimentación del quemador, sea precalentado y humedecido.

De manera más particular, la invención tiene por objeto un aparato de calentamiento por gas para el calentamiento de agua por contacto directo, que comprende una primera caja que presenta una pared lateral circunferencial, una pared cerrada por el extrema inferior y una chimenea conectada a la parte extrema superior de la primera caja, un dispositivo de descarga de agua dispuesto en la caja, un quemador dispuesto del lado de la primera caja, un conducto de alimentación de gas combustible conectado al quemador y destinado a transmitir un gas combustible al quemador, un conducto de alimentación de aire de combustión conectado al quemador, un dispositivo colector de agua dispuesto bajo el quemador y destinado a recoger el agua caliente, un dispositivo con caja suplementaria, provisto de un dispositivo suplementario de descarga de agua y de un dispositivo colector de agua suplementario, un primer dispositivo con conducto destinado a transmitir el agua caliente del dispositivo colector de agua dispuesto en la primera caja, y un dispositivo con conducto suplementario destinado a transmitir el agua del dispositivo con caja suplementaria, caracterizado porque la primera caja comprende un primer dispositivo de relleno que posee unos elementos de intercambio de calor y dispuesto entre el dispositivo de descarga de agua y el quemador, porque el dispositivo de caja suplementaria comprende un dispositivo suplementario de relleno compuesto por unos elementos de intercambio de calor y dispuesto a una cierta distancia por debajo del dispositivo suplementario de descarga de agua para la formación de una fuente de aire húmedo destinado a ser mezclado con el gas combustible a fin de que el punto de rocío de los productos de combustión sea incrementado y que las emisiones de óxidos NO_{x} sean reducidas después de la combustión, estando el dispositivo suplementario de relleno a su vez dispuesto en la caja suplementaria por encima del dispositivo colector de agua suplementaria destinado a recoger el agua que ha atravesado el dispositivo de relleno suplementario por percolación.

Otra propiedad de la presente invención es la puesta a disposición de un tercer relleno en una columna de alimentación con aire del quemador y la pulverización, sobre el tercer relleno, de agua calentada recogida a partir del relleno secundario a fin de que el aire ambiente sea precalentado y humedecido y proporcione así una reducción notable de las emisiones de óxidos NO_{x} en el intervalo comprendido entre aproximadamente 5 y 10 ppm con 3% de O_{2} y con un aumento importante del punto de rocío de los productos de combustión.

Gracias a las características citadas anteriormente, consideradas en su aspecto general, la invención asegura la puesta a disposición de un aparato de calentamiento de agua por gas por contacto directo que comprende una primera caja que presenta una pared lateral circunferencial, una pared inferior cerrada extrema, y una chimenea conectada a su parte superior. Un dispositivo de descarga de agua está dispuesto en la caja y está asociado a un primer dispositivo de relleno que comprende unos elementos de intercambio de calor. Un quemador está dispuesto del lado de la primera caja que se encuentra bajo el primer dispositivo de relleno. Un conducto de alimentación con gas combustible está conectado al quemador para la transmisión de un gas combustible al quemador. Un conducto de alimentación con aire de combustión está conectado al quemador, y un dispositivo colector de agua está dispuesto bajo el quemador a fin de que recoja el agua caliente. Un dispositivo suplementario de relleno está incorporado y posee unos elementos de intercambio de calor dispuestos en una caja suplementaria. Otro dispositivo de descarga de agua está dispuesto por encima del dispositivo suplementario de relleno a fin de que constituya una fuente de aire húmedo destinado a ser mezclado con el gas combustible a fin de que el punto de rocío de los productos de combustión sea más elevado y que las emisiones de óxidos NO_{x} después de combustión sean reducidas. Además, un dispositivo colector de agua está dispuesto en la caja suplementaria por debajo del dispositivo de relleno suplementario a fin de que permita la recogida del agua que ha atravesado el dispositivo de relleno suplementario por percolación. Un primer dispositivo con conducto está destinado a provocar una circulación del agua caliente desde el dispositivo colector de agua dispuesto en la primera caja. Un dispositivo con conducto suplementario está destinado a hacer circular el agua a partir del dispositivo con caja suplementaria.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán claramente de manifiesto a partir de la lectura de la descripción siguiente de modos de realización, realizada con referencia a los planos anexos en los cuales:

la figura 1 es un esquema simplificado de un aparato de calentamiento de agua por contacto directo, de rendimiento elevado y que presenta unas emisiones extremadamente bajas de óxidos NO_{x}, construido según la presente invención;

la figura 2 es un diagrama higrométrico de los productos de combustión que indica el rendimiento obtenido con el aparato de calentamiento de agua por gas por contacto directo según la presente invención;

la figura 3 es otro esquema simplificado de otro modo de realización de un aparato de calentamiento de agua de rendimiento elevado; y

la figura 4 representa otro esquema simplificado de otro modo de realización del aparato de calentamiento de agua de rendimiento elevado según la presente invención.

Se hará referencia ahora a los planos, y más precisamente, a la figura 1 que representa de forma general un ejemplo de aparato de calentamiento de agua por gas por contacto directo según la presente invención, que lleva la referencia general 10. El aparato 10 comprende una caja 11 de calentamiento de agua por contacto directo que comprende una caja vertical alargada 12 que delimita una pared lateral circunferencial que presenta una pared extrema inferior 13 y una abertura central limitada en un extremo superior que delimita una chimenea de salida 14 y por la cual los gases quemados son evacuados, como se describe a continuación. Un dispositivo de descarga de agua en forma de una boquilla 15 de pulverización está dispuesto en la caja a una cierta distancia por encima de un relleno principal 16 de cuerpo 17 de intercambio de calor que puede estar constituido por piezas metálicas cilíndricas huecas, de manera bien conocida en la técnica.

Un quemador de gas 18 está conectado a la pared lateral de la caja cilíndrica 12 por debajo del relleno 16 y dirige una llama hacia la cámara 19 de combustión por debajo del relleno. Este quemador 18 está preferentemente equipado con una boquilla piloto 18' que recibe gas combustible, por ejemplo gas natural, y aire fresco, por lo que la llama del quemador no puede apagarse a causa de la utilización de aire saturado de agua mezclado con el gas. Un depósito o dispositivo colector de agua 20 está delimitado en una parte extrema inferior de la caja 12 para la recogida de agua caliente que se obtiene a partir de la boquilla de pulverización 15 y que se calienta cuando cae por percolación a la caja 12 y circula por el relleno 16, calentado por la llama y los gases quemados cuando suben por el relleno.

Una caja cilíndrica secundaria 21 tiene un relleno secundario 22 de cuerpo de intercambio de calor al cual se dirigen unos gases calientes de combustión que provienen de la chimenea 14 de salida, desde el espacio que se encuentra bajo el relleno secundario 22, por un conducto 23 de conexión. Estos gases evacuados son enfriados por el agua fría pulverizada sobre el relleno secundario por una boquilla suplementaria 24 de pulverización de agua dispuesta por encima del relleno secundario. Cuando el agua y el relleno se enfrían, los gases quemados calientes suben por el relleno secundario 22 y salen por la chimenea 25. El agua es calentada y acumulada en un depósito o dispositivo colector de agua suplementaria 26 constituido por una parte inferior de la caja cilíndrica secundaria 21. Los gases evacuados por la chimenea 25 han sido también considerablemente enfriados por lo que el rendimiento del aparato está incrementado.

El agua caliente que proviene del depósito 26 de la caja cilíndrica secundaria 21 es entonces bombeada por la bomba 28 por medio de un conducto 27 hacia una caja 30 de tratamiento de aire de combustión que comprende una tercera caja cilíndrica 30 que contiene un relleno suplementario 31 de cuerpo de intercambio de calor y por encima del cual está dispuesta una tercera boquilla 29 de pulverización. En la parte inferior de este tercer relleno, está conectado un ventilador 32 a fin de que introduzca aire ambiente bajo el tercer relleno y transmita así aire ambiente al quemador. Cuando el aire ambiente sube por el tercer relleno, se calienta y se humedece por el agua caliente que es recogida en el depósito 26 de la caja secundaria y pulverizada sobre el tercer relleno 31 por la boquilla 29 de pulverización. Este aire húmedo y caliente es transmitido al quemador 18 por el conducto 33 de alimentación de aire. Esta operación aumenta el punto de rocío de los productos de combustión y reduce las emisiones de óxidos NO_{x} del quemador a aproximadamente 6 a 8 ppm para 3% de O_{2}.

Cuando el agua de la boquilla de pulverización 29 desciende por percolación al tercer relleno 31, la misma se enfría por el aire ambiente introducido en la cámara 34 y que sube por el relleno. Este agua enfriada es recogida en un tercer depósito 35 formado en una parte inferior de la caja cilíndrica 30 y constituye la fuente de agua fría de alimentación de la segunda boquilla 24 de agua dispuesta en la segunda caja 21. Como se ha representado, un conducto 36 de alimentación y una bomba 37 forman un trayecto de conexión del tercer depósito 35 y de la boquilla 24 de pulverización. Un conducto 42 conecta también el depósito 26 de la caja secundaria 21 al depósito principal de agua 20 de la caja 11 del quemador a fin de que el condensado sea dirigido del depósito 20 hacia el depósito 26. Un conducto 42' conecta también el depósito 26 al depósito 35 a fin de que sea utilizado un solo vertedor dispuesto en el depósito 35. El conducto 38 de alimentación transmite el agua caliente destinada a una utilización doméstica o industrial. Este agua caliente también puede ser dirigida por la bomba 41 a un intercambiador de calor 43, aunque numerosos intercambiadores de calor pueden estar interconectados en serie. El conducto 44 de agua de aportación conectado a la boquilla 15 de pulverización también puede recibir agua que proviene del circuito 45, conectado al intercambiador de calor 43, como se ha representado. El condensado del depósito 35 también es recogido por un conducto 39 de desbordado.

La figura 2 es un diagrama higrométrico de los productos de combustión aplicados a los aparatos de calentamiento de agua por contacto directo. Este gráfico representa el valor del rendimiento térmico (%) en función de la temperatura de la chimenea. Para unos aparatos de calentamiento de agua por contacto directo, la temperatura de la chimenea es superior en aproximadamente 5ºC a la temperatura de entrada de agua. La curva A indica que, cuando los gases de chimenea sobrepasan 60ºC, el rendimiento del aparato disminuye considerablemente a causa de la evaporación del agua a calentar. Las curvas B1, B2 y B3 indican el efecto de aire humedecido de combustión sobre el rendimiento térmico del aparato cuando el aire se satura a unas temperaturas diferentes. A título de ejemplo, para una temperatura de chimenea de 80ºC, el rendimiento térmico de un aparato de calentamiento de agua por contacto directo, que utiliza un sistema de alimentación de aire y de vapor de agua tal como el descrito en la presente memoria, puede aumentar en aproximadamente 64 a 84% cuando se utiliza aire saturado a 65ºC para la combustión.

El aumento del rendimiento térmico se debe a la recuperación del calor latente de los productos de combustión. El vapor de agua introducido en el aire de combustión reduce la temperatura de llama y tiene un efecto sobre las reacciones químicas de la combustión y provoca una reducción de la formación de óxidos NO_{x}.

En el caso de una aplicación normal, cuando la temperatura del agua a la entrada de un aparato de calentamiento de agua por contacto directo es de aproximadamente 60ºC, se pierde una gran cantidad de agua por evaporación. En estas condiciones, la dureza del agua aumenta y es necesaria una unidad de tratamiento de agua para transmitir agua de aportación. En ciertas condiciones de funcionamiento, la utilización de una bomba de vapor de agua reduce la cantidad de agua de aportación y no es necesaria ninguna unidad de tratamiento del agua.

El aparato de calentamiento de agua por gas por contacto directo según la figura 1 ha sido construido para las especificaciones siguientes. El aparato 12 de calentamiento de agua tiene un diámetro de 46 cm y el relleno 16 se extiende en una distancia de aproximadamente 91 cm. La diferencia de presión en la caja del aparato de calentamiento es de aproximadamente 51 mm de agua. Las cajas 21 y 30, que pueden ser consideradas como unas cajas de condensador y de evaporador, tienen una construcción prácticamente idéntica y su caja tiene un diámetro de 30,5 cm y una altura de 244 cm. El relleno principal se extiende en 120 cm y la caja proporciona una diferencia de presión de 46 mm de agua. La circulación del agua en las cajas 21 y 30 corresponde a aproximadamente 95 l/min en los conductos 27 y 36 que son unos conductos de aproximadamente 32 mm. La presión dada por las bombas 28 y 37 es de aproximadamente 10,67 m de agua y es suficiente para dar una presión en las boquillas 24 y 29 de 0,69 bar.

Se hará referencia ahora a la figura 3 que representa un segundo modo de realización de la presente invención y en la cual el aparato de calentamiento de agua por contacto directo de rendimiento elevado tiene una construcción que comprende dos cajas, es decir una primera caja 50 y una segunda caja 60. Un primer relleno 51 de cuerpo de intercambio de calor está montado sobre la primera caja por encima del quemador 52. Una boquilla 53 de pulverización está fijada por encima del primer relleno 51 de la forma descrita anteriormente. Un segundo relleno 54 de cuerpo de intercambio de calor también está fijado en la caja 50 a una cierta distancia por encima de la boquilla de pulverización 53 a fin de que los gases calientes que suben por la caja 50 sufran un enfriado suplementario. Una segunda boquilla 55 de pulverización está conectada por encima del segundo relleno 54 y una chimenea 56 de escape está fijada a la pared superior 57 de la caja 50. La parte inferior de la caja 50 delimita un depósito colector de agua 58.

Un tercer relleno de cuerpo 59 de intercambio de calor está fijado en la segunda caja 50. Una tercera boquilla de pulverización 60' está fijada por encima del tercer relleno 59. Un espacio 61 está delimitado bajo el segundo relleno y por encima del depósito de agua 62 constituido en la parte inferior de la segunda caja 60. Un ventilador 63 de aire está conectado con el espacio 61 a fin de que transmita el aire ambiente a este espacio y al tercer relleno 59, en el cual el aire es precalentado y humedecido, y está conectado al quemador 52 desde la cámara superior 64 por un conducto 65 de transporte por lo que el aire húmedo que sale de la segunda caja 60 se mezcla con el gas transmitido al quemador 52 por el conducto 66 de gas. Gracias a la humidificación de este aire, están asegurados un aumento del punto de rocío y una reducción de las emisiones de óxidos NO_{x} como se ha descrito anteriormente.

Como se ha representado, el agua caliente que se recoge en el depósito 58 de la primera caja 50 es transportada a un intercambiador de calor 67 o varios intercambiadores de calor conectados en serie como se ha indicado por la flecha 68 por medio de un conducto 69 de alimentación al cual está conectada una bomba 70 que hace circular el agua en el intercambiador de calor 67 por lo que un fluido externo es calentado. El agua caliente del depósito 58 penetra en el intercambiador de calor 67 por una entrada 71 y sale del intercambiador hacia una salida 72 que está conectada por un conducto 73 a la primera boquilla 53 de pulverización dispuesta por encima del relleno 51 por lo que el agua enfriada que sale del intercambiador de calor es de nuevo calentada por circulación por los cuerpos de intercambio de calor dispuestos en el primer relleno 51 y por contacto con los gases calientes ascendentes y con la llama 74 formada en la caja 75 de combustión de la primera caja 50.

La boquilla 60' de pulverización dispuesta por encima del tercer relleno 59 está también conectada a la salida 72 del intercambiador de calor 67 por un conducto 76 y el agua presente en el conducto, aunque esté enfriada, puede estar a una temperatura suficiente para calentar y humedecer el aire ambiente transmitido a la caja 60 por el ventilador 63. El agua que se acumula en el depósito 62 alimenta la segunda boquilla 55 de pulverización por un circuito de alimentación que está constituido por un conducto 76' y por una bomba 77. Es preciso observar que la boquilla 60' de pulverización puede estar también conectada directamente al conducto 69 de alimentación a partir del depósito 58 (ver el circuito en trazo mixto 69') que alimenta la entrada del intercambiador de calor 71 a fin de que el agua más caliente sea utilizada para la humidificación del aire ambiente transmitido antes de su mezcla con el gas en el quemador 52. Se observa así que la configuración del aparato descrito y representado en la figura 3 constituye otra disposición gracias a la cual se obtienen los resultados deseables de la presente invención con la utilización únicamente de dos cajas verticales cilíndricas alargadas 50 y 60.

Se hará referencia ahora a la figura 4; la misma representa otro modo de realización de la presente invención. Como se ha representado, solamente están presentes dos cajas, una primera caja 80 y una segunda caja 90. La primera caja 80 tiene un relleno único 81 de cuerpo de intercambio de calor y una boquilla 82 de pulverización está fijada por encima del relleno. Un quemador 83 está conectado a una pared lateral de la caja 80 y transmite una llama caliente 84 a la cámara de combustión 85 formada en el quemador. Un depósito de acumulación de agua 86 está delimitado en el extremo inferior de la caja 80.

La segunda caja 90 está dividida en dos secciones por una pared 87 de separación a fin de que sean delimitadas una cámara superior 88 y una cámara inferior 89. El tercer relleno 91 de los cuerpos de intercambio de calor está fijado en la cámara inferior 89 y un dispositivo 92 de pulverización está conectado por encima del relleno. El tercer depósito colector de agua 93 está delimitado en una parte inferior de la cámara inferior.

En la cámara superior 88, el segundo relleno 94 de cuerpo de intercambio de calor también está incorporado y una segunda boquilla 95 de pulverización está fijada por encima del relleno por lo que pulveriza agua sobre este relleno para el enfriado de los productos calientes de combustión que son evacuados por la chimenea 96 fijada a la pared superior 97 de la caja 90. Un depósito colector de agua 98 está delimitado bajo el segundo relleno 94 y por encima de la pared 87 de separación. Como se ha representado en la presente memoria, la boquilla 95 de pulverización recibe agua del tercer depósito 93 en la cámara inferior 89 por un circuito de alimentación constituido por un conducto 99 y por una bomba 100.

Un ventilador de aire 101 transmite el aire ambiente a la cámara 102 delimitada bajo el tercer relleno 91 y el tercer depósito de agua 93. Este aire sube por el relleno 91 y es calentado y humedecido por el agua caliente que es distribuida por el dispositivo 92 de pulverización y por los cuerpos 91 de intercambio de calor y el relleno. Este aire caliente y húmedo es entonces transmitido por el conducto 103 al quemador 83 en el cual es mezclado al gas transmitido al quemador, por el conducto 104 de gas, a fin de que el punto de rocío de los productos de combustión sea incrementado y que las emisiones de óxidos NO_{x} producidos por la llama 84 sean reducidas, como se ha descrito anteriormente. Como se ha descrito también anteriormente, el segundo depósito 98 puede también estar conectado por un conducto 105 al primer depósito 86 dispuesto en la primera caja 80. Se trata de una característica eventual cuando el segundo depósito no asegura la alimentación del dispositivo 92 de pulverización en la cámara inferior de la segunda caja.

El dispositivo de pulverización 92 de la cámara inferior de la segunda caja también puede recibir agua caliente de un intercambiador de calor 106 que está representado en forma conectada al primer depósito 86 de la primera caja 80. Un circuito de alimentación constituido por un conducto 107 y por una bomba 108 alimenta la entrada 109 del intercambiador de calor 106. La salida 110 del intercambiador de calor, como se ha descrito anteriormente con referencia a los otros modos de realización, está también conectada a la boquilla 82 de pulverización fijada por encima del primer relleno 81 dispuesta en la primera caja 80. Como se ha escrito anteriormente, el dispositivo 92 de pulverización del tercer relleno también puede estar conectado o bien a la entrada 109 del intercambiador de calor, o bien a su salida 110. En el caso de dicha conexión, el conducto 105, representado en trazo mixto, asegura la conexión del tercer depósito 98 con el primer depósito 86. Otro conducto 107' conecta el depósito 86 al depósito 93 a fin de que permita un vertido final en el depósito de agua fría 93. El conducto 110' de salida del intercambiador de calor 106 alimenta la boquilla de pulverización 82.

Claims (27)

1. Aparato de calentamiento por gas para el calentamiento de agua por contacto directo, que comprende una primera caja (10; 50; 80) que presenta una pared lateral circunferencial, una pared cerrada extrema inferior y una chimenea conectada a la parte extrema superior de la primera caja (10; 50; 80), un dispositivo de descarga de agua (15; 53; 82) dispuesto en la caja, un quemador (18; 52; 83) dispuesto por el lado de la primera caja (10; 50; 80), un conducto de alimentación de gas combustible conectado al quemador (18; 52; 83) y destinado a transmitir un gas combustible al quemador (18; 52; 83), un conducto (33; 65; 103) de alimentación de aire de combustión conectado al quemador (18; 52; 83), un dispositivo colector de agua (20; 58; 86) dispuesto bajo el quemador (18; 52; 83) y destinado a recoger el agua caliente, un dispositivo con caja suplementaria (30; 60; 90), provisto de un dispositivo suplementario (29; 60'; 92) de descarga de agua y de un dispositivo colector de agua suplementaria (35; 62; 93), un primer dispositivo con conducto destinado a transmitir el agua caliente del dispositivo colector de agua (20; 58; 86) dispuesto en la primera caja (10; 50; 80), y un dispositivo con conducto suplementario destinado a transmitir el agua del dispositivo con caja suplementaria (30; 60; 90), caracterizado porque la primera caja (10; 50; 80) comprende un primer dispositivo de relleno (16; 51; 81) que posee unos elementos de intercambio de calor y dispuesto entre el dispositivo de descarga de agua (15; 53; 82) y el quemador (18; 52; 83), porque el dispositivo con caja suplementaria (30; 60; 90) comprende un dispositivo suplementario de relleno (31; 59; 91) que comprende unos elementos de intercambio de calor y dispuesto a una cierta distancia por debajo del dispositivo suplementario (29; 60'; 92) de descarga de agua para la formación de una fuente de aire húmedo destinado a ser mezclado con el gas combustible a fin de que el punto de rocío de los productos de combustión sea incrementado y que las emisiones de óxidos NO_{x} sean reducidas después de combustión, estando el dispositivo suplementario de relleno (31; 59; 91) a su vez dispuesto en la caja suplementaria (30; 60; 90) por encima del dispositivo colector de agua suplementaria (35; 62; 93) destinado a recoger el agua que ha atravesado el dispositivo de relleno suplementario (30; 59; 21) por percolación.

2. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de relleno (16) es un primer relleno de cuerpo de intercambio de calor dispuesto a fin de que impida el flujo de los productos ascendentes de combustión a la primera caja (10), comprendiendo el dispositivo con caja suplementaria una segunda (21) y una tercera (30) cajas, estando el dispositivo de relleno suplementario (22, 31) compuesto por un segundo y un tercer relleno (22, 31) de cuerpo de intercambio de calor dispuestos a fin de que impidan el flujo respectivamente de los gases de chimenea y del aire ascendente respectivamente en la segunda (21) y la tercera (30) caja, comprendiendo el dispositivo (24, 29) de descarga de agua suplementaria un segundo y un tercer dispositivo de descarga de agua (24, 29) asociados al segundo y tercer relleno (22, 31) respectivamente, teniendo la segunda (21) y la tercera (30) cajas un segundo y un tercer dispositivo colector de agua (26, 35) respectivamente dispuestos bajo el segundo o tercer relleno respectivamente asociado, estando el segundo relleno (22) dispuesto corriente abajo de la chimenea que está conectada a la primera caja (10) de manera que impida la circulación de los gases quemados evacuados de la primera caja (10) y que los gases quemados sean enfriados, estando el tercer relleno (31) dispuesto corriente arriba del conducto de alimentación con aire de combustión de la primera caja (10) a fin de que el aire ambiente sea precalentado y humedecido con formación de aire húmedo.

3. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 2, caracterizado porque el tercer dispositivo (29) de descarga de agua está dispuesto por encima del tercer relleno (31) a fin de que el agua caliente sea pulverizada a partir del dispositivo colector de agua (26) de la segunda caja (21) y que el agua caliente atraviese el tercer relleno (31) por percolación asegurando el calentamiento y la humidificación del aire que circula a contracorriente del agua caliente que circula por percolación a fin de que el aire húmedo y caliente sea transmitido al quemador (18).

4. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 3, caracterizado porque el agua recogida en el tercer dispositivo colector de agua (35) es transmitida al segundo dispositivo (24) de descarga de agua por un circuito con conducto de retorno (36) y una bomba (37).

5. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 3, caracterizado porque la chimenea de la primera caja (10) está conectada a la segunda caja (21) bajo el segundo relleno (22) de los elementos de intercambio de calor, provocando el segundo dispositivo (24) de descarga de agua la circulación de agua por percolación en el segundo relleno (22) en el cual es calentado por los gases quemados evacuados y es recogido en el segundo dispositivo colector de agua (26) constituido por un depósito formado por una parte extrema inferior de la segunda caja (21).

6. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 5, caracterizado porque el agua caliente que proviene del segundo depósito (26) es enfriada cuando atraviesa el tercer relleno (31) por percolación y es enviada de nuevo al segundo dispositivo (24) de descarga de agua por un circuito con conducto de retorno y una bomba.

7. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 2, caracterizado porque el tercer dispositivo de depósito (35) está constituido por una parte extrema inferior de la tercera caja (30).

8. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque la chimenea es una chimenea de dimensión limitada dispuesta en el centro de la pared superior de la primera caja (10, 50, 80).

9. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 5, caracterizado porque un conducto suplementario de desbordado (42) está conectado entre el segundo depósito (26) y el tercer depósito colector de agua (35) para la transferencia de agua caliente de desbordado del segundo depósito (26) al tercer dispositivo colector de agua (35).

10. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 2, caracterizado porque el aire destinado a ser transmitido al conducto de alimentación es aire ambiente, siendo el aire ambiente calentado por el tercer relleno (31), estando el aire transmitido al quemador (18) a una temperatura comprendida entre aproximadamente 45 y 75ºC y estando prácticamente saturado a esta temperatura, estando el tercer dispositivo (29) de descarga de agua conectado a una alimentación de agua caliente a aproximadamente 50 a 60ºC, estando el agua caliente del dispositivo colector de agua (20) de la primera caja (10) a una temperatura de aproximadamente 80 a 90ºC.

11. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 2, caracterizado porque el agua del tercer dispositivo de depósito (35) dispuesto bajo el tercer relleno (31) es enfriada a una temperatura de aproximadamente 30 a 35ºC por el aire que sube por el tercer relleno (31) y es transmitida al segundo dispositivo (24) de descarga de agua por un circuito con conducto de retorno (36) a fin de que sea calentada de nuevo por el segundo relleno (22) a una temperatura de aproximadamente 50 a 60ºC.

12. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque el aire precalentado y humedecido es mezclado con el gas natural a fin de que el punto de rocío de los productos de combustión sea notablemente incrementado y que las emisiones de óxidos NO_{x} de los gases de chimenea creados por el quemador (18, 52, 83) sean reducidas, estando el agua caliente del dispositivo colector de agua (20, 58, 86) de la primera caja (10, 50, 80) a una temperatura de aproximadamente 80 a 90ºC.

13. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además un dispositivo de intercambio de calor conectado entre el dispositivo colector de agua (20) de la primera caja (10) y el primer dispositivo (15) de descarga de agua de la primera caja (10), extrayendo el dispositivo de intercambio de calor el calor del agua que se acumula en el dispositivo colector de agua (20) para asegurar un calentamiento, y un conducto de alimentación del intercambiador de calor (43) y del primer dispositivo (15) de descarga de agua.

14. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de relleno suplementario (54, 49) está constituido por un segundo relleno (59) de cuerpo de intercambio de calor dispuesto en una segunda caja (60), constituyendo la segunda caja el dispositivo con caja suplementaria (60) y teniendo un dispositivo de circulación de aire destinado a hacer circular el aire en el segundo relleno (59), y un conducto (65) conectado a la segunda caja por encima del segundo relleno (59) a fin de que transmita al quemador (52) aire húmedo destinado a ser mezclado con el gas combustible, comprendiendo también el dispositivo de relleno suplementario (54, 59) un tercer relleno (54) dispuesto en la primera caja (50) por encima del primer dispositivo de relleno (51), comprendiendo el dispositivo (55, 60') de descarga de agua suplementaria un segundo (60') y un tercer (55) dispositivo de descarga de agua dispuestos encima del segundo (59) y del tercer (54) relleno respectivamente, comprendiendo el dispositivo colector de agua suplementario (62) un tercer dispositivo colector de agua (62) delimitado en una porción inferior de la segunda caja (60) y un dispositivo con conducto de alimentación destinado a transmitir el agua del tercer dispositivo colector de agua (62) al tercer dispositivo (55) de descarga de agua a fin de que los gases de escape que suben por la primera caja (50) hacia la chimenea que constituye una chimenea de evacuación sufran un enfriado suplementario.

15. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 14, caracterizado porque el dispositivo con conducto de alimentación está constituido por una bomba (77) y por un conducto (76') que conecta la porción inferior de la segunda caja al tercer dispositivo (55) de descarga de agua que es una boquilla de pulverización.

16. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además un dispositivo (67) de intercambio de calor conectado entre el dispositivo colector de agua (58) de la primera caja (50) y el dispositivo de descarga de agua (53) de la primera caja (50) que está dispuesto por encima del primer dispositivo de relleno (51), extrayendo el dispositivo de intercambio de calor (67) el calor del agua caliente que se acumula en el dispositivo colector de agua (58) para asegurar un calentamiento, y un dispositivo con conducto de alimentación destinado a alimentar el intercambiador de calor (67) y el dispositivo de descarga de agua (53), estando el primer dispositivo de descarga de agua conectado al dispositivo con conducto de alimentación a la salida del intercambiador de calor (67).

17. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 16, caracterizado porque el segundo dispositivo (60') de descarga de agua también está conectado a la salida del intercambiador de calor (67).

18. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 16, caracterizado porque el segundo dispositivo (60') de descarga de agua está conectado a una entrada del intercambiador de calor (67) a fin de que reciba el agua caliente del dispositivo colector de agua (58) de la primera caja (50).

19. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de relleno suplementario (94, 91) está constituido por un segundo y tercer relleno de cuerpo de intercambio de calor fijados a distancia y aislados mutuamente en una segunda caja (90), dividiéndola una pared de separación (87) formada en la segunda caja a ésta en una cámara inferior (89) y una cámara superior (88), constituyendo la segunda caja (90) el dispositivo con caja suplementaria y teniendo un dispositivo de desplazamiento de aire conectado a la cámara inferior a fin de que el aire circule en el tercer relleno (91) dispuesto en el interior, comprendiendo el dispositivo colector de agua suplementaria (98, 93) un tercer depósito colector de agua (93) dispuesto en una parte inferior (89) de la cámara inferior y un segundo depósito colector de agua (98) dispuesto por encima de la pared de separación (87) en la cámara superior (88), estando el segundo relleno (94) dispuesto por encima del segundo depósito colector de agua (98), comunicando una chimenea con la segunda cámara, comprendiendo el dispositivo (95, 92) de descarga de agua suplementaria un segundo y un tercer dispositivo de evacuación de agua fijados en un espacio delimitado por encima del segundo y el tercer relleno (94, 91) respectivamente, estando el dispositivo de conducto de alimentación destinado a transmitir agua del tercer depósito colector de agua (93) al segundo dispositivo (95) de descarga, y estando un dispositivo de circulación de aire destinado a hacer circular el aire húmedo precalentado desde el espacio delimitado encima del tercer relleno (91) hacia el quemador (83) a fin de que sea mezclado con el gas combustible.

20. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 19, caracterizado porque comprende además un dispositivo con conducto que conecta el segundo depósito colector de agua (98) al dispositivo de depósito de la primera caja (80), estando el dispositivo de depósito de la primera caja (80) conectado a un dispositivo intercambiador de calor (106) por el dispositivo con conducto de alimentación de manera que sea extraído el calor del agua que se acumula en el dispositivo colector de agua (86) para asegurar un calentamiento.

21. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 20, caracterizado porque el dispositivo intercambiador de calor (106) comprende un racor de entrada conectado al dispositivo de depósito de la primera caja (80) y una salida conectada al dispositivo de descarga de agua (82) de la primera caja (80) a fin de que se transmita agua fría al dispositivo de descarga de agua (82).

22. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 21, caracterizado porque el tercer dispositivo (92) de descarga de agua está conectado a la salida del intercambiador de calor (106).

23. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 21, caracterizado porque el tercer dispositivo (92) de descarga de agua está conectado al dispositivo de depósito de agua de la primera caja (80).

24. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 19, caracterizado porque el tercer dispositivo (92) de descarga de agua está conectado al segundo depósito colector de agua (98) dispuesto en la cámara superior (88) de la segunda caja (90).

25. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 2, caracterizado porque el primer dispositivo con caja (10; 50; 80) y el dispositivo con caja suplementaria (21, 30; 60; 90) son unas cajas cilíndricas verticales alargadas.

26. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque el quemador (18) comprende además un dispositivo piloto (18') destinado a impedir la extinción de su llama.

27. Aparato de calentamiento de agua según la reivindicación 1, caracterizado porque el gas combustible es el gas natural.