ES2241348T3 - Intercambiador termico de placas, con valvula integrada. - Google Patents
Intercambiador termico de placas, con valvula integrada.Info
- Publication number
- ES2241348T3 ES2241348T3 ES99961168T ES99961168T ES2241348T3 ES 2241348 T3 ES2241348 T3 ES 2241348T3 ES 99961168 T ES99961168 T ES 99961168T ES 99961168 T ES99961168 T ES 99961168T ES 2241348 T3 ES2241348 T3 ES 2241348T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- exchanger
- mouth
- primary
- chimney
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
- F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
- F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Thermally Insulated Containers For Foods (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Intercambiador térmico de placas paralelas superpuestas que delimitan dos recintos de intercambio térmico recorridos uno por un fluido primario y otro por un fluido secundario que circulan en forma de capas delgadas alternadas, realizándose la entrada y la salida de cada fluido por un par de embocaduras, denominadas principales, practicadas en una placa extrema, a través de las chimeneas de entrada y de salida que atraviesan las placas internas y que comunican con los espacios intersticiales constitutivos del recinto correspondiente, comprendiendo este intercambiador una válvula de tres vías para la distribución del fluido primario, que está integrado en el intercambiador, caracterizada porque una de las vías de dicha válvula está constituida por una (61) de dos embocaduras principales (30, 61) por la cual pasa el fluido primario, otra por la abertura (62) de la chimenea del recinto primario adyacente a esta embocadura, y la tercera por la embocadura anexa (60) formada en la misma placaextrema (300) que dicha embocadura principal (61), y dispuesta en la proximidad de dicha abertura de chimenea (62), permitiendo un canal (6) embutido en esta placa (300) que estas dos embocaduras (60, 61) se comuniquen, comprendiendo esta válvula una chapaleta apropiada para obturar selectivamente o bien dicha abertura de chimenea (62), o bien dicha embocadura anexa (60).
Description
Intercambior térmico de placas, con válvula
integrada.
La presente invención se refiere a un
intercambiador técnico del tipo descrito en el preámbulo de la
reivindicación 1.
Este tipo de intercambiador es bien conocido, por
ejemplo por el documento EP-A-0 614
061, y es utilizado en numerosas aplicaciones, cuando es necesario
calentar o enfriar un fluido con la ayuda de otro fluido; las
placas del intercambiador son unas placas delgadas de metal,
térmicamente buen conductor, generalmente de acero inoxidable, que
son embutidas y ensambladas por soldadura o por una unión por medio
de bridas atornilladas, con interposición de juntas de caucho.
Las placas extremas del apilamiento tienen en
general un espesor superior a las otras, puesto que son las que
presentan las embocaduras -o racores- que permiten la conexión del
intercambiador sobre las tuberías de entrada y de salida de los dos
fluidos.
Algunos racords pueden estar situados sobre la
placa superior, y los otros en la placa inferior; en otros modos de
realización, el conjunto de los racores está situados sobre una
sola y misma placa, por ejemplo la placa superior.
Las dimensiones de las placas y su número están
naturalmente en función de la aplicación interesada y de la
potencia requerida.
A título indicativo, en una aplicación doméstica
en la cual el intercambiador equipa un circuito llamado mixto
susceptible de alimentar una instalación de calefacción central,
con posibilidad de extracción de agua caliente sanitaria, las
placas tienen una forma general rectangular, con ángulos
redondeados, con unas dimensiones del orden de 20 x 10 cm; las
placas internas tienen un espesor del orden de 0,3 mm, la placa
inferior un espesor del orden de 0,8 mm y la placa superior del
orden de 1 mm.
El número total de placas está comprendido
generalmente entre diez y treinta.
Ventajosamente, están previstas dos familias de
placas, que están apiladas de forma alternada, presentando cada
tipo de placa unas ondulaciones u otros relieves embutidos de
configuración especial, que canalizan el flujo de cada fluido en el
recinto que debe recorrer.
La disposición está ideada para que los dos
flujos de fluidos entre los cuales interviene el intercambio
técnico sigan una trayectoria en laberinto y circulen a
contracorriente uno del otro, con el fin de favorecer este
intercambio.
Un intercambiador de este tipo se describe por
ejemplo en el documento EP-A-0 611
941, al cual se podrá hacer referencia si es necesario.
Las figuras 1 y 2 anexas a la presente solicitud
de patente son unos esquemas que ilustran la manera en que dicho
intercambiador es utilizado en el seno de un circuito mixto para
uso doméstico del tipo mencionado más arriba.
Estas figuras representan una instalación de
acuerdo con el estado de la técnica.
Esta comprende un circuito primario de
calefacción central I y un circuito secundario de extracción
sanitaria II, que interfieren uno con el otro a nivel del
intercambiador de placas 3.
El circuito I comprende una fuente de calefacción
1 del agua del circuito I; se trata por ejemplo de una caldera
provista de un quemador de gas.
Una bomba apropiada 15 asegura la circulación del
agua en este circuito I.
El agua deja la caldera 1 por un conducto 10, y
después pasa, a través de una tubería 2 en forma de "T", a un
conducto 11, atraviesa los radiadores de calefacción central 100, y
vuelve a la caldera 1 después de haber disipado una parte de sus
calorías en los radiadores 100.
La tubería de retorno comprende dos conductos
12, 13, separados por una válvula de tres vías 5; el conducto 13 se
conecta a la caldera 1, después de pasar por la bomba 15, a través
de un conducto 14.
En esta aplicación, el agua de la calefacción
central es el fluido primario; el intercambiador 3 está conectado
en paralelo con respecto a los radiadores 100, situándose la
derivación corriente arriba de los radiadores por la tubería en
"T" 2, y corriente debajo de estos radiadores por la válvula
de tres vías 5.
Se han designado por las referencias 30 y 31 las
embocaduras de entrada y, respectivamente, de salida del fluido
primario en el intercambiador 3.
La tubería en "T" 2 se conecta a la
embocadura 30 por un conducto 20; la embocadura de circuito 31 se
conecta a la válvula de tres vías 5 por un conducto 50.
En el circuito secundario II, se ha designado por
la referencia 4 una fuente de producción de agua fría; puede
tratarse simplemente de un grifo conectado sobre la red de agua
potable previsto en la habitación que recibe esta instalación.
Se ha designado por la referencia 4' un
dispositivo de utilización de agua caliente; se trata por ejemplo
de un grifo o de un cabezal de ducha destinado a proporcionar agua
caliente al usuario.
Se han designado por las referencias 32 y 33 las
embocaduras de entrada y, respectivamente, de salida del fluido
secundario, en el ejemplo del agua del circuito II.
La fuente 4 está conectada sobre la embocadura 32
por un conducto de traída de agua fría 40; la embocadura 33 está
conectada al dispositivo de utilización 4' por un conducto de
distribución de agua caliente 41.
En el estado de los circuitos ilustrado en la
figura 1, solamente el circuito de calefacción I está en uso.
La válvula 5 se encuentra en una posición tal que
las tuberías 12-13 son puestas en comunicación,
estando el conducto 50, por el contrario, aislado.
En esta situación, el agua proporcionada por la
caldera recorre exclusivamente el circuito I, como se ha
simbolizado por las flechas F, asegurando el calentamiento de los
radiadores 100.
La figura 2 ilustra una situación en la que se
requiere una extracción de agua sanitaria, por ejemplo por apertura
de un grifo previsto en el dispositivo de utilización 4'.
Esta extracción hace bascular automáticamente, a
través de un sistema de mando apropiado conocido, la válvula de
tres vías 5, de manera que cierre la salida de la tubería 12,
asegurando por el contrario la comunicación del conducto 50 con la
tubería 13.
En estas condiciones, el agua caliente que
circula según G en el circuito, es dirigida a nivel de la tubería
en "T" 2 hacia el intercambiador 3.
La misma recorre el recinto primario del
intercambiador desde su entrada 30 hacia su salida 31, siguiendo
una trayectoria sinuosa esquemáticamente ilustrada y designada TP
(trayectoria primaria).
El agua caliente no pasa por los radiadores 100
puesto que la salida del conducto 12 está cerrada.
El agua caliente pasa exclusivamente por el
intercambiador 3, como se ha simbolizado por las flechas G,
volviendo a la caldera a través de las tuberías
13-14, y la bomba 15.
Al mismo tiempo, debido a la petición de agua
sanitaria, el agua del circuito secundario II recorre el recinto
secundario del intercambiador, desde la entrada 32 hacia la salida
33, como se ha simbolizado por la línea de trayectoria sinuosa TS
(trayectoria secundaria) y las flechas H.
El intercambio térmico se realiza en el seno del
apilamiento de placas, y por tanto el agua caliente llega al
dispositivo de utilización 4'.
Cuando la extracción ha terminado, la válvula 5
bascula de nuevo a su posición inicial permitiendo alimentar los
radiadores.
Evidentemente, estos circuitos están
condicionados de manera conocida a unas consignas de
temperatura.
A título indicativo, el agua deja la caldera 1 a
una temperatura del orden de 80ºC y vuelve a una temperatura
comprendida entre 40 y 60ºC, según la regulación de los
radiadores.
En el circuito secundario, las temperaturas
respectivas del agua fría que entra en el intercambiador 3, y del
agua caliente que sale del mismo, son -siempre a título indicativo-
del orden de 15ºC y, respectivamente, del orden de 45ºC.
La válvula a tres vías 5 está muy solicitada,
puesto que cambia de estado a cada extracción de agua
sanitaria.
El precio de una válvula de este tipo y de sus
racores y tuberías de conexión al intercambiador de placas afecta
de forma importante al precio total de la instalación.
Esta válvula presenta por otra parte un volumen
importante, que va en contra de la búsqueda permanente de
compacidad en la mayor parte de las aplicaciones en las que se
puede utilizar este tipo de instalaciones.
El estado de la técnica en la materia puede ser
ilustrado por el documento
EP-A-0 614 061, que tiene por objeto
un intercambiador de placas del tipo citado anteriormente, sobre el
cual está montada la válvula de tres vías.
Un simple examen de la figura 2 de este documento
permite comprender el problema de volumen citado, al ocupar la
válvula un volumen relativamente grande con respecto al del
intercambiador propiamente dicho.
Por el documento WO-97/00415, se
conoce un intercambiador térmico de placas, en el cual está
integrado una chapaleta obturadora.
En efecto, el modo de realización ilustrado en
la figura 5 de este documento comprende una válvula 25 cuya
chapaleta móvil está adaptada para obturar selectivamente la
abertura superior de una de las chimeneas que atraviesan el
apilamiento de la placa. Gracias a esta disposición, es posible
hacer pasar, o bien la totalidad de uno de los fluidos en el seno
del apilamiento, en el recinto de intercambio térmico, o bien una
parte solamente de este fluido, pasando otra parte directamente al
espacio de mayor sección que separa la placa superior de la placa
adyacente.
Este dispositivo no desempeña por tanto la
función de válvula de tres vías susceptible de cumplir la función
expuesta anteriormente.
En el modo de realización representado en las
figuras 3 y 4 del documento
WO-97/00415, es posible hacer pasar la totalidad de
uno de los fluidos o bien en el seno del apilamiento, entre las
chimeneas de entrada y de salida (figura 4), o bien de forma
directa de una chimenea a la otra, por el espacio comprendido entre
la placa inferior y la placa adyacente (figura 3).
Sin embargo, esta solución es compleja y necesita
recurrir a dos chapaletas tubulares distintas, móviles cada una en
una de las dos chimeneas. La función buscada por este modo de
realización no es una inversión de circuito simple por válvula de
tres vías tal como la buscada por la presente invención, sino una
orientación bien específica de los caudales en una aplicación dada,
tal como la calefacción del circuito de aceite en un motor
térmico.
La presente invención tiene por objetivo integrar
en el intercambiador de placas un sistema de válvula de tres vías
por una disposición de concepción y de estructura muy simples, que
permita, por una parte, reducir muy sustancialmente el precio de
coste global del conjunto válvula-intercambiador, y
por otra parte reducir notablemente su volumen.
Otro objetivo de la invención es poder, si se
desea, mantener el intercambiador a una cierta temperatura gracias
a la presencia permanente de un cierto caudal de fluido primario en
el seno del intercambiador, aunque no exista extracción
sanitaria.
Así, cuando se requiere extracción sanitaria, se
obtiene una puesta en temperatura muy rápida del agua caliente del
circuito secundario, desde el inicio de la basculación de la
válvula de tres vías.
De manera conocida en particular por el documento
EP-A-0 614 061, el intercambiador
que constituye el objeto de la presente invención es un
intercambiador térmico de placas paralelas superpuestas que
delimitan dos recintos de intercambio térmico recorridos, uno por
un fluido primario, y el otro por un fluido secundario, que circulan
en forma de capas delgadas alternadas, realizándose la entrada y la
salida de cada fluido por un par de embocaduras, denominadas
principales, practicadas en una placa extrema, a través de las
chimeneas de entrada y de salida que atraviesan las placas internas
y que comunican con los espacios intersticiales constitutivos del
recinto correspondiente, y este intercambiador comprende una
válvula de tres vías para la distribución del fluido primario, que
está integrada en el intercambiador.
Los objetivos indicados anteriormente se
alcanzan, de acuerdo con la invención, gracias al hecho de que una
de las vías de dicha válvula está constituida por una de las dos
embocaduras principales por la cual pasa el fluido primario, otra
por la abertura de la chimenea del recinto primario adyacente a
esta embocadura, y la tercera por una embocadura anexa formada en
la misma placa extrema que dicha embocadura principal, y dispuesta
en la proximidad de dicha abertura de chimenea, haciendo comunicar
un canal embutido en esta placa estas desembocaduras, comprendiendo
la válvula una chapaleta apta para obturar selectivamente, o bien
dicha abertura de chimenea, o bien dicha embocadura anexa.
Por otra parte, según un cierto número de modos
particulares de realización de la invención:
- -
- la embocadura anexa está dispuesta coaxialmente con respecto a dicha abertura de chimenea y la chapaleta consiste en un pistón discoidal móvil en traslación según el eje común a la embocadura anexa a la abertura;
- -
- comprende un medio de mando eléctrico o hidráulico del pistón;
- -
- este medio de mando está fijado a la placa extrema opuesta a la placa extrema en la cual están formadas las embocaduras principal y anexa, atravesando el vástago del pistón coaxialmente la chimenea;
- -
- este medio de mando está fijado a la placa extrema en la cual están formadas las embocaduras principal y anexa, atravesando el vástago del pistón coaxialmente un racor tubular montado en dicha embocadura anexa;
- -
- a la otra embocadura principal está asociada asimismo una embocadura anexa que está formada en la misma placa extrema que ella, y que comunica con ésta por un canal embutido en esta última;
- -
- la válvula de tres vías está situada a la salida del recinto primario.
La invención se refiere asimismo a una
instalación mixta de distribución doméstica de agua caliente que
comprende un circuito primario de calefacción central y un circuito
secundario de extracción sanitaria, estando esta instalación
equipada con un intercambiador tal como el descrito anteriormente,
conectado en paralelo sobre los radiadores de la calefacción
central, constituyendo el agua de la calefacción central,
proporcionada por una caldera, el fluido primario, mientras que el
agua de extracción sanitaria constituye el fluido secundario.
Otras ventajas de la invención se pondrán más
claramente de manifiesto a partir de la descripción siguiente
haciendo referencia a los planos anexos.
En estos planos:
- como ya se ha mencionado, las figuras 1 y 2 son
unos esquemas que ilustran el principio de funcionamiento de un
circuito de calefacción mixta, con producción de agua caliente
sanitaria instantánea, tal como el comprendido en el estado de la
técnica;
- las figuras 3 a 6 representan un primer modo de
realización posible de un intercambiador de acuerdo con la
invención;
- la figura 3 es una vista frontal, cortada por
el plano quebrado III-III de la figura 4;
- la figura 4 es una vista por encima de la
figura 3;
- la figura 5 es una vista por la izquierda de la
figura 3, cortada por el plano quebrado V-V de la
figura 4;
- la figura 6 es una vista por la izquierda de la
figura 4, cortada por el plano quebrado VI-VI;
- la figura 7 es un esquema de una instalación
equipada con este intercambiador, estando éste representado en una
vista por encima;
- las figuras 8 y 9 son unos esquemas similares
al de la figura 7, estando el intercambiador representado en el
mismo lateralmente y en sección, estando la instalación ilustrada
respectivamente en una situación de calefacción y en una situación
de extracción sanitaria de agua caliente;
- las figuras 10 a 13 representan un segundo modo
de realización posible del intercambiador;
- la figura 10 es una vista lateral cortada por
el plano quebrado X-X de la figura 11;
- la figura 12 es una vista por la izquierda de
la figura 10, cortada por el plano quebrado referenciado
XII-XII en la figura 11;
- la figura 13 es una vista por la izquierda de
la figura 11, cortada por el plano XIII-XIII;
- las figuras 14, 15 y 16 son unas vistas
similares, respectivamente, a las de la figura 7, 8 y 9 anteriores,
destinadas a ilustrar el funcionamiento de este segundo modo de
realización;
- las figuras 17 a 20, 21 a 24 y 25 a 28
representan, respectivamente, un tercer, un cuarto y un quinto
modos de realización posibles del intercambiador según la invención,
presentando las diferentes vistas que representan estos modos de
realización una organización similar a la de las figuras 3 a 6 (para
el primer modo de realización) y 10 a 13 (para el segundo modo de
realización).
Se han designado por las referencias 300 y 301
las dos placas extremas del apilamiento, correspondiendo la placa
300 a la placa superior y la placa 301 a la placa inferior.
Las placas internas del apilamiento, como ya se
ha mencionado, son de dos tipos diferentes, referenciadas 302,
303.
Se ha designado por la referencia e_{1} el
recinto, constituido por los intersticios entre placas, por el cual
circula el fluido primario del circuito I.
Se han designado por la referencia e_{2} los
espacios intersticiales que constituyen el otro recinto, por el
cual pasa el fluido secundario.
De forma conocida, unas cavidades, o chimeneas,
que atraviesan las placas transversalmente, comunican con estos
recintos. Están previstas dos chimeneas diagonalmente opuestas para
la entrada y la salida del fluido primario, que comunican con los
intersticios e_{1}; asimismo, están previstas dos chimeneas
diametralmente opuestas, que comunican con los intersticios
e_{2}.
En el primer modo de realización de las figuras 3
a 6, el conjunto de las embocaduras de entrada y de salida de los
fluidos están formadas en la placa superior 300.
Se han designado por las referencias 30 y 61 las
embocaduras de entrada y de salida de fluido primario, y por 31 y
33 las embocaduras de entrada y de salida del fluido
secundario.
Estas embocaduras son unos pequeños manguitos
cilíndricos, de eje perpendicular a las placas. En los ejemplos
ilustrados, su pared externa está fileteada, para permitir la
conexión de las tuberías por medio de racores roscados
complementarios, destinados a ser atornillados a los mismos de
forma estanca. Cualquier otro modo de realización estanca es
posible, naturalmente.
En los planos, se ha designado con las
referencias CE_{1} y CS_{1} las chimeneas de entrada y,
respectivamente, de salida, del fluido primario en los intersticios
e_{1}; se ha designado con las referencias CE_{2} y CS_{2}
las chimeneas de entrada y, respectivamente, de salida del fluido
secundario en los intersticios e_{2} del apilamiento.
La embocadura 30 de entrada del fluido primario
está posicionada coaxialmente con respecto a la chimenea CE_{1},
en un ángulo del intercambiador.
Las embocaduras de entrada 32 y de salida 33 del
fluido secundario están dispuestas coaxialmente con respecto a las
chimeneas CE_{2} y CS_{2} respectivamente, en los ángulos
adyacentes al ángulo que acaba de ser mencionado.
La chimenea CS_{1}, de salida del fluido
primario, se encuentra en el cuarto ángulo, es decir en el vértice
diagonalmente opuesto a la chimenea CE_{1}.
Coaxialmente, frente a esta chimenea CS_{1}, se
encuentra una embocadura denominada anexa 60, formada asimismo en
la placa superior 300.
La embocadura 61 está desplazada con respecto a
la embocadura 60 hacia la zona central del intercambiador,
paralelamente a su borde longitudinal (lado mayor).
Podría estar prevista una orientación oblicua, en
función del posicionado deseado de la embocadura 61.
Las dos embocaduras 60 y 61 se comunican entre sí
por un canal 6 formado por embutición en la placa superior 300;
este canal tiene una sección aproximadamente semicilíndrica; forma
un rehundido en la placa superior 300 que delimita con la placa
plana subyacente 303 (contra la cual esta placa superior está
aplicada y fijada) un paso 600.
El canal 6 se extiende paralelamente a los lados
mayores de las placas.
El conjunto de las embocaduras 30, 32, 33, 60 y
61 son unos manguitos tubulares cilíndricos, del mismo diámetro;
contrariamente a las otras embocaduras, la embocadura 60 está
roscada interiormente, y recibe un racor tubular fileteado 8,
roscado en esta embocadura 60. Cualquier otro modo de conexión
estanca es posible, evidentemente.
Coaxialmente con la embocadura 60, pero por el
lado del apilamiento, es decir en la placa inferior 301, está
formado un manguito 63 análogo al manguito 60, roscado asimismo en
su pared interna.
En este manguito 63 está fijado por roscado un
cuerpo de válvula 7.
Esta válvula comprende un vástago de pistón 70
axialmente móvil, en el eje común al manguito 63, a la chimenea
CS_{1}, y a la embocadura 60 y al cuerpo tubular 8.
El vástago 70 atraviesa la chimenea CS_{1}, y
su extremo superior libre está provisto de un disco obturador, o
chapaleta 71.
Según que el vástago 70 se encuentre en una
posición elevada, representada a trazos gruesos en las figuras 3,
5 y 6, o en posición baja, representada a trazos interrumpidos, y
referenciada 70' en estas mismas figuras, el disco 71 queda apoyado
contra la base anular plana 80 del racor 8 obturando así la base de
este racor, o por el contrario, pasa a aplicarse contra el borde de
la abertura superior 62 de la chimenea CS_{1} (disco de chapaleta
referenciado 71') obturando dicha abertura.
Evidentemente, el diámetro del disco 71 se elige
ligeramente superior a las aberturas del racor 8 y de la chimenea
CS_{1}, mientras que la embocadura 60 tiene un diámetro interior
ligeramente superior al diámetro del disco 71, con el fin de
permitir su introducción en el intercambiador.
Los medios de mando en traslación del vástago 70
son unos medios conocidos, mandados eléctricamente, hidráulicamente
o neumáticamente.
Puede tratarse en particular de un electroimán o
de un accionador lineal tal como los utilizados para el mando de
las chapaletas de carburador de automóvil por ejemplo, o un
dispositivo de membrana mandado por la diferencia de presión
existente en el circuito sanitario cuando tiene lugar una
extracción.
Evidentemente, el vástago 70 está guiado de forma
estanca en la placa extrema del intercambiador, por ejemplo por
medio de juntas tóricas apropiadas.
La válvula discoidal 71 es de material flexible y
elástico, tal como un material sintético elastómero, susceptible de
aplicarse de forma estanca por cada una de sus dos caras opuestas
contra el asiento del racor 8 o contra el borde de la abertura de la
chimenea CS_{1}, resistiendo al mismo tiempo las diferencias de
temperatura encontradas en el curso del funcionamiento.
La chapaleta y su dispositivo de mando son por
ejemplo del mismo tipo general que la válvula de tres vías que
constituye el objeto del documento
FR-A-2 719 101.
En una variante de realización no representada,
el vástago 70 podría prolongarse más allá del disco obturador 71,
en el interior del racor tubular 8, para ser guiado en el mismo en
traslación por un anillo solidario de este racor, realizándose el
montaje del anillo en la parte central de este racor por unos
brazos de montaje radiales que no impiden el flujo del fluido
primario en el interior del racor 8.
Así, se obtiene un guiado axial perfecto del
vástago 70. Esto es particularmente interesante cuando el número de
placas es importante e implica un vástago 70 de gran longitud.
Con referencia a las figuras 7 a 9, se describirá
ahora el funcionamiento de este dispositivo.
Las tuberías que equipan los dos circuitos I y II
han sido designadas con las mismas cifras de referencia que en las
figuras 1 y 2 que hacen referencia al estado de la técnica.
Se constata que el conducto 20 que proviene de la
tubería en "T" 2 está conectado sobre la embocadura 30,
mientras que el conducto de retorno a la caldera 13 está conectado
sobre la embocadura 61. La tubería 12 situada corriente abajo de los
radiadores 100 está conectada sobre el racor 8 y la embocadura
60.
Los conductos 40 y 41 del circuito secundario II
están conectados respectivamente sobre las embocaduras 32 y 33.
La figura 8 muestra una situación en la cual los
radiadores 100 son alimentados.
En este estado, la chapaleta obturadora 71 se
encuentra en su posición baja, obturando la salida de chimenea
62.
La salida del recinto primario constituida por
los espacios intersticiales e_{1} está por consiguiente obturada,
por lo que el fluido primario que previene de la caldera no puede
atravesar el intercambiador.
La totalidad del agua caliente proporcionada por
la caldera 1 pasa por los radiadores 100, llega al intercambiador
por el conducto 12 y el racor 8, atraviesa el espacio 600 del canal
6, y es evacuada desde éste a través de la embocadura 61, por las
tuberías 13, 14, bajo la aspiración de la bomba 15.
Cuando existe extracción sanitaria, se realiza
automáticamente la basculación de la chapaleta 7, por la subida del
vástago 70, simbolizada por la flecha k de la figura 9. La
chapaleta 71 libera entonces la salida 62 de la chimenea CS_{1},
pasando al mismo tiempo a obturar la base del racor tubular 60.
La parte corriente abajo del conducto 12 es así
obturada, por lo que el agua caliente no puede circular por los
radiadores 100.
Este agua es por tanto conducida a través de la
tubería "T" 2 y el conducto 20 al intercambiador de placas 3
(flechas G).
El agua caliente recorre los espacios
intersticiales e_{1} del intercambiador, mientras que el agua
fría del circuito secundario II pasa por los espacios e_{2},
asegurando el intercambio térmico buscado (flechas H).
El flujo del agua sanitaria en el intercambiador
se realiza con la entrada por la embocadura 32 y la chimenea
CE_{2} y salida por la chimenea CS_{2} y la embocadura 33.
El agua del circuito primario deja el
intercambiador por la chimenea CS_{1}, el canal 6 y la
embocadura 61.
La válvula 7 integrada en un intercambiador
constituye, con la chimenea CS_{1}, la embocadura 60 y su racor
8, así como la embocadura 61 que comunica con ésta por el canal 6,
una válvula de tres días que desempeña la misma función que la
válvula 5 de las figuras 1 y 2, pero que presenta una estructura
extremadamente simple y una configuración compacta, lo que responde
al objetivo buscado.
El segundo modo de realización ilustrado en las
figuras 10 a 13 tiene una concepción idéntica a la del primer modo
de realización en lo que es la integración de la válvula de tres
vías.
Por el contrario, la misma se distingue por la
integración adicional en el intercambiador de la tubería en
"T".
A este fin, está prevista en la placa superior
300 una embocadura anexa 36, que está dispuesta coaxialmente con
respecto a la chimenea CE_{1}, en lugar y posición de la
embocadura 30.
Esta está desplazada longitudinalmente,
comunicando las dos embocaduras 30, 36 entre sí por un canal 35 de
sección sustancialmente semicilíndrica, embutido en la placa
superior, con una configuración similar a la del canal 6.
Se realiza así un espacio de comunicación directa
350 entre las embocaduras 30 y 36.
Como se observa en las figuras 14 a 16, el
conducto 10 por el cual el agua caliente sale de la caldera 1 está
conectado sobre la embocadura 30, mientras que la embocadura 36
está conectada al conducto 11.
En caso de uso de la instalación para la
calefacción únicamente (situación ilustrada en la figura 15) el
líquido caliente pasa directamente de la tubería 10 a la tubería 11
a través de la embocadura 30, el paso 350 y la embocadura 36, no
atravesando el agua caliente el espacio intersticial de las placas,
puesto que la chapaleta 71 se encuentra en posición baja.
Por el contrario, en caso de extracción sanitaria
(figura 16), encontrándose la chapaleta en posición alta, el
líquido que proviene de la caldera es dirigido al seno del
apilamiento (flecha G) con el fin de calentar el líquido
secundario.
Las embocaduras 30, 36 y el canal 35 cumplen por
consiguiente la misma función que la tubería en "T" clásica 2,
lo que mejora aún la compacidad del conjunto rebajando al mismo
tiempo el precio de coste.
En otros modos de realización que acaban de ser
descritos, el conjunto de las desembocaduras de conexión del
intercambiador están previstas por el mismo lado de éste, en la
placa superior.
Puede desearse una disposición diferente en
algunas aplicaciones, en función de la configuración del espacio en
el cual el intercambiador debe ser instalado y del volumen
disponible.
Así, en el tercer modo de realización ilustrado
en las figuras 17 a 20, el montaje de la válvula de tres vías 7, la
disposición de las embocaduras 60, 61 y las del canal 6, así como
la embocadura 33 son idénticos a los de los dos modos de realización
anteriores.
Por el contrario, las embocaduras 32, 30, 36, así
como el canal 35, indicados aquí por el índice "prima" están
formados en la placa inferior 301.
El funcionamiento de este modo de realización es
rigurosamente idéntico al del segundo modo de realización ya
descrito; solamente las conexiones de los conductos de entrada de
los fluidos tienen una configuración diferente (realizándose por la
placa inferior).
El cuarto modo de realización, que está ilustrado
en las figuras 21 a 24, es globalmente similar al primer al primer
modo de realización.
Sin embargo, la válvula de tres vías,
referenciada 9, está situada y montada sobre la placa superior
3.
El cuerpo de la chapaleta es tubular y presenta
una parte 93 roscada en la embocadura 30, coaxialmente con la
chimenea CS_{1}.
Esta chimenea está cerrada hacia abajo por la
placa inferior 301.
El cuerpo de la chapaleta presenta una tubería de
entrada 92 que forma un ángulo recto con la parte 93, formando el
conjunto un conducto en forma de "L".
Esta parte 92 es la que está conectada sobre el
conducto 12 que lleva el líquido primario de los radiadores.
El funcionamiento de la chapaleta del obturador
91 es el mismo que el descrito anteriormente, pudiendo esta
chapaleta ocupar selectivamente una posición alta en la cual obtura
el cuerpo tubular 93 o una posición baja en la cual obtura la
abertura superior de la chimenea CS_{1}.
El interés de esta construcción es que el
conjunto de las partes en resalte que se encuentran por el mismo
lado del intercambiador, en el ejemplo por el lado de la cara
superior, lo que presenta interés para ciertas instalaciones en las
cuales el intercambiador es accesible solamente por un lado.
Evidentemente es posible dotar a este modo de
realización de una tubería en "T" integrada similar a la del
segundo modo de realización.
El quinto modo de realización de la invención,
que está ilustrado en las figuras 25 a 28, se distingue
esencialmente del anterior, por el hecho de que el cuerpo de la
válvula, referenciado 9', se extiende no axialmente sino
transversalmente con respecto a su racor tubular, referenciado
93'.
Este último es manguito cilíndrico roscado
axialmente en la embocadura 60. Su extremo opuesto 96' está
destinado a ser conectado sobre el conducto 12.
La chapaleta comprende un pistón 95' constituido
por un vástago plano (armazón) guiado en traslación por sus bordes
longitudinales en unas ranuras longitudinales formadas en la pared
interior del tubo 93'. En la base del vástago plano 95' está fijado
una chapaleta en forma de arandela 91', susceptible de obturar
selectivamente, como en los modos de realización anteriores, o bien
la abertura superior de la chimenea CS_{1}, o bien la base del
tubo 93'.
El cuerpo de la chapaleta 9', dispuesto en ángulo
recto con respecto al racor tubular 93', es un accionador apropiado
para provocar el pivotamiento de un vástago de mando 90' alrededor
de su propio eje.
La parte extrema libre del vástago 90' está
doblemente acodada, de manera que forme una porción de manivela
900', que está situada en la parte central del tubo 93', y penetra
en una lumbrera 94' practicada en el vástago de pistón plano
95'.
Esta lumbrera es un orificio alargado,
perpendicular al eje del pistón.
El vástago 90' puede pivotar en un ángulo del
orden de 120º, provocando así el descenso o la subida del pistón
95', y por consiguiente de la chapaleta obturadora 91'.
La conexión en forma de lumbrera 94' permite el
desplazamiento transversal del extremo de vástago 900', cuando
tiene lugar su pivotamiento.
Evidentemente, el vástago de pistón plano
(armazón) 95' no impide el paso del fluido primario de la tubería
12 hacia el espacio de canal 600, cuando la chapaleta se encuentra
en posición baja.
Se observará por otra parte que este armazón 95'
está dispuesto paralelamente a la dirección longitudinal del canal
6, lo que permite limitar la pérdida de carga en el flujo del
fluido primario cuando fluye del tubo 93' hacia la embocadura 61 a
través del espacio 600.
Gracias a esta disposición, es posible prever una
orientación en la misma dirección del conjunto de las tuberías
conectadas sobre el intercambiador, perpendicularmente a las placas
del intercambiador.
Evidentemente este modo de realización puede
estar provisto asimismo de una tubería en "T" integrada, como
el segundo o el tercer modo de realización.
El órgano de maniobra del vástago 90' es por
ejemplo un electroimán o un motorreductor eléctrico, de eje
rotativo.
La válvula integrada podría estar dispuesta por
el lado de la entrada del fluido primario en el intercambiador y,
por el contrario, la tubería en "T" (integrada o no) podría
estar posicionada por otro lado, a salida del intercambiador, según
una disposición similar a la ilustrada en la figura 1 del documento
FR-A-2 719 101 ya citado.
Debe observarse que, cualquiera que sea el modo
de realización en cuestión, se podría prever una chapaleta cuya
basculación de una posición de obturación a la otra se realiza no
instantáneamente, sino con una cierta lentitud (algunos segundos por
ejemplo), de manera que evite los choques térmicos en el
intercambiador.
Asimismo, resulta posible prever un cierre
incompleto del órgano obturador cuando se encuentra en posición
baja correspondiente a la utilización únicamente de la calefacción
(sin extracción sanitaria).
Así, una cierta parte del fluido primario puede
atravesar el intercambiador, de manera que mantenga un
calentamiento permanente de las placas.
Gracias a esta disposición, cuando hay una
petición de agua sanitaria, se obtiene una provisión muy rápida de
agua caliente, puesto que el intercambiador es constantemente
mantenido precalentado.
Esto puede obtenerse de diferentes maneras, por
ejemplo previendo unos pequeños orificios en el borde la abertura
superior de la chimenea CS_{1}, que no son recubiertos por el
disco obturador, incluso cuando se encuentra en posición baja.
Aunque el objeto de la presente invención haya
sido descrito en una aplicación particular, resulta evidente un
intercambiador de este tipo puede ser utilizado en diferentes
aplicaciones y para fluidos variados (líquido y/o gas) en particular
en procesos industriales variados y en el campo del equipamiento
automóvil.
Claims (8)
1. Intercambiador térmico de placas paralelas
superpuestas que delimitan dos recintos de intercambio térmico
recorridos uno por un fluido primario y otro por un fluido
secundario que circulan en forma de capas delgadas alternadas,
realizándose la entrada y la salida de cada fluido por un par de
embocaduras, denominadas principales, practicadas en una placa
extrema, a través de las chimeneas de entrada y de salida que
atraviesan las placas internas y que comunican con los espacios
intersticiales constitutivos del recinto correspondiente,
comprendiendo este intercambiador una válvula de tres vías para la
distribución del fluido primario, que está integrado en el
intercambiador, caracterizada porque una de las vías de
dicha válvula está constituida por una (61) de dos embocaduras
principales (30, 61) por la cual pasa el fluido primario, otra por
la abertura (62) de la chimenea del recinto primario adyacente a
esta embocadura, y la tercera por la embocadura anexa (60) formada
en la misma placa extrema (300) que dicha embocadura principal (61),
y dispuesta en la proximidad de dicha abertura de chimenea (62),
permitiendo un canal (6) embutido en esta placa (300) que estas dos
embocaduras (60, 61) se comuniquen, comprendiendo esta válvula una
chapaleta apropiada para obturar selectivamente o bien dicha
abertura de chimenea (62), o bien dicha embocadura anexa (60).
2. Intercambiador según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha embocadura anexa (60) está
dispuesta coaxialmente con respecto a dicha abertura de chimenea
(62) y porque dicha chapaleta (71, 91) consiste en un pistón
discoidal móvil en traslación según el eje común a la embocadura
anexa (60) de la abertura (62).
3. Intercambiador según la reivindicación 2,
caracterizada porque comprende un medio de mando (7, 9, 9')
eléctrico o hidráulico del pistón (71, 91, 91').
4. Intercambiador según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicho medio de mando (7) está fijado a
la placa extrema (301) opuesta a la placa extrema (300) en la cual
están formadas las embocaduras principal (61) y anexa (60),
atravesando el vástago (70) del pistón (71) coaxialmente a la
chimenea.
5. Intercambiador según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicho medio de mando (9, 9') está
fijado a la placa extrema (300) en la cual están formadas las
embocaduras principal (61) y anexa (60), atravesando el vástago (90,
95') del pistón (91, 91') coaxialmente un racor tubular montado en
dicha embocadura anexa (60).
6. Intercambiador según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque a la otra
embocadura principal (30) está asociada asimismo una embocadura
anexa (36) que está formada en la misma placa extrema que ella, y
que comunica con ésta por un canal (35) embutido en esta
última.
7. Intercambiador según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicha válvula
de tres vías está situada a la salida del recinto primario.
8. Instalación mixta de distribución doméstica de
agua caliente que comprende un circuito primario de calefacción
central (I) y un circuito secundario (II) de extracción sanitaria,
caracterizada porque está equipada con un intercambiador
según una de las reivindicaciones anteriores, conectado en paralelo
sobre los radiadores (100) de calefacción central, constituyendo el
agua de la calefacción central, proporcionada por una caldera (1),
dicho fluido primario, y constituyendo el agua de extracción
sanitaria dicho fluido secundario.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9902480 | 1999-02-24 | ||
FR9902480A FR2790073B1 (fr) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Echangeur thermique a plaques, a vanne integree |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2241348T3 true ES2241348T3 (es) | 2005-10-16 |
Family
ID=9542631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES99961168T Expired - Lifetime ES2241348T3 (es) | 1999-02-24 | 1999-12-24 | Intercambiador termico de placas, con valvula integrada. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1155271B1 (es) |
AT (1) | ATE292778T1 (es) |
AU (1) | AU1786700A (es) |
DE (1) | DE69924647T2 (es) |
ES (1) | ES2241348T3 (es) |
FR (1) | FR2790073B1 (es) |
PT (1) | PT1155271E (es) |
WO (1) | WO2000050832A1 (es) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1411311A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-04-21 | Jean Luc Deloy | Heating device comprising a heat exchanger system |
DE102004004975B4 (de) * | 2004-01-31 | 2015-04-23 | Modine Manufacturing Co. | Plattenwärmeübertrager |
DE102004020295C5 (de) * | 2004-04-26 | 2012-05-31 | Danfoss A/S | Wärmetauscher |
EP1850082A1 (en) * | 2006-04-24 | 2007-10-31 | Sundsvall Energi AB | Heat exchanger |
DE102008051091B3 (de) * | 2008-10-09 | 2010-06-10 | Bleckmann Gmbh & Co. Kg | Plattenwärmeübertrager und eine Anordnung aus einem solchen und einer Fluidheizung |
IT1397911B1 (it) * | 2010-01-28 | 2013-02-04 | Alfa Laval Corp Ab | Sistema di distribuzione del fluido refrigerante in un dispositivo di scambio termico |
US10408511B2 (en) | 2015-02-25 | 2019-09-10 | Zhejiang Sanhua Automotive Components Co., Ltd. | Heat exchange device |
CN106711533B (zh) * | 2015-07-17 | 2019-08-27 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | 热交换装置 |
CN110459831B (zh) * | 2015-07-16 | 2023-04-21 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | 热交换装置 |
CN109599621A (zh) | 2017-09-30 | 2019-04-09 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | 冷却板集成组件和电池组件 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3923936C2 (de) * | 1989-07-19 | 1996-07-11 | Laengerer & Reich Kuehler | Wärmeaustauscher, insbesondere Ölkühler |
IT1271978B (it) * | 1993-03-05 | 1997-06-10 | Giannoni Srl | Gruppo scambiatore a piastre dispositivo di controllo e relativo scambiatore. |
FR2719101B1 (fr) | 1994-04-25 | 1996-06-28 | Chaffoteaux Et Maury | Perfectionnements aux vannes à trois voies à commande électrique. |
SE9502189D0 (sv) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | Tetra Laval Holdings & Finance | Plattvärmeväxlare |
-
1999
- 1999-02-24 FR FR9902480A patent/FR2790073B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-24 AU AU17867/00A patent/AU1786700A/en not_active Abandoned
- 1999-12-24 DE DE69924647T patent/DE69924647T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-24 EP EP99961168A patent/EP1155271B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-24 ES ES99961168T patent/ES2241348T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-24 WO PCT/FR1999/003281 patent/WO2000050832A1/fr active IP Right Grant
- 1999-12-24 PT PT99961168T patent/PT1155271E/pt unknown
- 1999-12-24 AT AT99961168T patent/ATE292778T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PT1155271E (pt) | 2005-07-29 |
AU1786700A (en) | 2000-09-14 |
FR2790073B1 (fr) | 2001-06-08 |
WO2000050832A1 (fr) | 2000-08-31 |
FR2790073A1 (fr) | 2000-08-25 |
DE69924647T2 (de) | 2006-05-04 |
DE69924647D1 (de) | 2005-05-12 |
ATE292778T1 (de) | 2005-04-15 |
EP1155271B1 (fr) | 2005-04-06 |
EP1155271A1 (fr) | 2001-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2241348T3 (es) | Intercambiador termico de placas, con valvula integrada. | |
ES2556034T3 (es) | Unidad de acondicionamiento de aire ambiental para uso residencial | |
ES2238807T3 (es) | Sistema de griferias sanitarias. | |
ES2703009T3 (es) | Conjunto hidráulico de válvulas para calderas murales | |
ES2967011T3 (es) | Ensamble hidráulico para una bomba de calor para calefacción de habitaciones y para la producción de agua caliente sanitaria y bomba de calor provista de dicho ensamble | |
ES2266821T3 (es) | Mecanismo para el intercambio de calor entre medios fluyentes. | |
ES2217010T5 (es) | Calentador de agua que comprende un intercambiador de calor de placas y un deposito de almacenamiento de agua caliente. | |
ES1150935U (es) | Aparato para producir agua caliente sanitaria y climatizar uno o más espacios de un edificio | |
ES2629931T3 (es) | Venturi doble para calentador de agua | |
EP3529537B1 (en) | Improvements in hot, tempered and cold water delivery systems | |
ES2332465T3 (es) | Dispositivo o adaptador de conexion. | |
ES2218349T3 (es) | Valvula distribuidora hidraulica para sistema de produccion de agua caliente de calefaccion y de agua caliente sanitaria. | |
ES2882795T3 (es) | Dispositivo médico de regulación de la temperatura | |
ES2765638T3 (es) | Método para proporcionar un medio secundario | |
ES2865157T3 (es) | Regulador de cantidad de caudal, pieza de acople e instalación de aguas de abastecimiento y de calefacción | |
ES2702644T3 (es) | Intercambiador de calor de placas en particular para un calentador alimentado con combustible | |
NL8103102A (nl) | Koppelingseenheid en klepsamenstelling voor een fluidum stromingspijp. | |
WO2019202514A1 (es) | Equipo intercambiador de calor | |
ES2336404B1 (es) | Disposicion de suministro de agua sanitaria. | |
CN213146966U (zh) | 高温杀菌的商用电开水器 | |
ES2391314T3 (es) | Dispositivo para el guiado dirigido de por lo menos un fluido a lo largo de diferentes vías de flujo | |
JPH0611054A (ja) | ボールバルブ | |
US20230046534A1 (en) | Plate heat exchanger and its use as liquefied natural gas vaporizer | |
SE460223B (sv) | Trippelroervaermevaexlare med till denna kopplad foerraadsvolym foer varmvatten ansluten till fjaerrvaermenaet | |
CN106765510B (zh) | 可调节湿度的暖气片 |