ES2249607T3 - Instalacion y procedimiento para alimentar consumidores con energia calorifica o energia frigorifica. - Google Patents
Instalacion y procedimiento para alimentar consumidores con energia calorifica o energia frigorifica.Info
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Abstract
Instalación para alimentar consumidores (I a V) con energía calorífica o energía frigorífica mediante un medio portador con, al menos, una fuente (1 a 4) para energía calorífica o para energía frigorífica, cuya conducción de salida está colocada a la entrada de, al menos, uno de los mecanismos distribuidores (20, 30, 40, 50) controlables asignados a esta, que está configurada con una multitud de salidas, estando unidas las conducciones de avance hacia los consumidores (I a V) a calor o a frío con distintos niveles de temperatura, pudiendo seleccionar mediante el mecanismo distribuidor (20, 30, 40, 50) uno de los consumidores (I a V), al que puede alimentarse medio portador con el nivel de temperatura necesario, caracterizada porque, al menos, a una parte de los consumidores (I a V) para energía calorífica con distintos niveles de temperatura está conectado en paralelo, al menos, un depósito de calor (Ia a Va), en el que la energía calorífica excedente con el nivel de temperatura dado puedealmacenarse y del que puede extraerse la energía calorífica contenida en él y alimentarse a los consumidores con el nivel de temperatura correspondiente.
Description
Instalación y procedimiento para alimentar
consumidores con energía calorífica o energía frigorífica.
La presente invención se refiere a una
instalación y a un procedimiento para alimentar consumidores con
energía calorífica o energía frigorífica mediante un medio portador
con, al menos, una fuente para energía calorífica o para energía
frigorífica, cuya conducción de salida está colocada en la entrada
de, al menos, un dispositivo distribuidor controlable asignado a
ésta, estando unidas las conducciones de avance hacia los
consumidores de energía calorífica o energía frigorífica con
distintos niveles de temperatura, pudiendo seleccionarse mediante
el mecanismo distribuidor uno de los consumidores, al que puede
alimentarse medio portador con el nivel de temperatura
necesario.
Una instalación de este tipo se conoce del
documento EP 0711958 B1. En esta instalación conocida, los
consumidores de energía calorífica o energía frigorífica con
distintos niveles de temperatura están conectados en serie. De este
modo, aquella energía calorífica, que no se requiere por un
consumidor con un nivel de temperatura dado, se transfiere al
consumidor conectado a continuación con un nivel de temperatura
inferior. Aquella energía calorífica, que no se requiere por ninguno
de los consumidores con distintos niveles de temperatura conectados
en serie, se entrega finalmente a un depósito de calor, del que se
extrae energía calorífica y mediante una bomba calorífica se eleva,
a su vez, al nivel de temperatura de forma que puede alimentarse a
uno de los consumidores con un nivel de temperatura elevado.
Esta instalación conocida corresponde, aunque no
completamente, a los requisitos, dado que la energía calorífica con
un nivel de temperatura dado, que no se quiere inmediatamente en el
consumidor asignado se alimenta al consumidor conectado a
continuación con un nivel de temperatura menor. Puesto que, de este
modo, la temperatura de esta energía calorífica se reduce, en
consecuencia ya no puede estar disponible para los consumidores con
nivel de temperatura superior.
La presente invención se basa, por tanto, en el
objetivo de perfeccionar una instalación de este tipo, de forma que
la energía térmica con un nivel de temperatura dado, que no se
requiere directamente por el consumidor asignado, puede alimentarse
a éste en un momento posterior tan pronto como sea necesario. Esto
se alcanza según la invención de forma que, al menos, una parte de
los consumidores para energía calorífica con distintos niveles de
temperatura está conectado en paralelo con, al menos, un depósito
de calor, en el que la energía calorífica excedente puede
almacenarse con el nivel de temperatura dado y del que puede
extraerse la energía calorífica contenida y alimentarse al
consumidor con el nivel de temperatura correspondiente.
Preferentemente, se prevén diversos consumidores
para energía calorífica con distintos niveles de temperatura, en el
que a cada uno de estos consumidores está conectado en paralelo un
depósito de calor. Además, la fuente de energía calorífica está
formada, preferiblemente, de forma conocida mediante un colector
ecológico o mediante una bomba calorífica y a, al menos, un
consumidor para energía calorífica está asignado igualmente un
depósito para energía calorífica.
Según una forma de realización preferente, entre
las conducciones de avance para la alimentación de energía
calorífica y energía frigorífica a los consumidores asignados están
conectadas válvulas de bloqueo. De este modo, en la instalación
puede tanto introducirse energía calorífica y almacenarse como
también alimentarse energía frigorífica a los consumidores para
producir una climatización. Preferiblemente, en las conducciones de
avance para la alimentación de energía calorífica o energía
frigorífica en paredes están conectadas válvulas de conmutación,
mediante las que se alimenta a las paredes energía calorífica desde
abajo y energía frigorífica desde arriba.
Según otra forma de realización preferente, entre
las conducciones de retorno y las conducciones de avance de los
consumidores conectados uno detrás de otro para distintos niveles
de temperatura se prevén estas conducciones que unen directamente y
la conducción de avance del mecanismo distribuidor puede unirse a la
conducción de avance del consumidor con el máximo nivel de
temperatura y la conducción de retorno del mecanismo de avance a la
conducción de retorno del consumidor con el mínimo nivel de
temperatura. Según el procedimiento conforme a la invención, la
energía térmica emitida por al fuente para energía calorífica o para
energía frigorífica, que no se requiere por los consumidores, se
entrega a, al menos, uno de los depósitos térmicos conectados en
paralelo al consumidor con distinto nivel de temperatura, así como
se almacena en éste y, en caso de necesidad, especialmente tras
desconectar una caldera de calefacción o bomba de calor que se
encuentra en la instalación se retira energía térmica del depósito
y se alimenta a los consumidores.
Una instalación según la invención se explica a
continuación mediante uno de los ejemplos de realización
representado en el dibujo. La figura 1 muestra una instalación según
la invención en representación esquemática.
Una instalación según la invención contiene una
multitud de dispositivos para la emisión de energía calorífica o
energía frigorífica, es decir, una caldera 1, dos colectores
solares o ecológicos 2 y 3 y una bomba de calor 4. De los
dispositivos 1 a 4 se entrega energía calorífica o energía
frigorífica con distintos niveles de temperatura mediante un
portador de calor. Del mismo modo, de la caldera 1 se entrega
energía calorífica con una temperatura en la franja de 95ºC a 30ºC,
de los colectores 2 y 3 con independencia de las proporciones
climáticas se entrega energía calorífica o energía frigorífica en la
franja de 100ºC a -40ºC y de la bomba de calor 4 se entrega energía
calorífica o energía frigorífica de 50ºC a -20ºC.
A los generadores de energía calorífica o energía
frigorífica están unidos diversos circuitos de consumidores I a V,
que requieren distintos niveles de temperatura. Son un primer
circuito de calefacción 1 para una calefacción espacial, por
ejemplo, mediante radiadores, a demás un segundo circuito de
calefacción II para una calefacción de paredes interiores, además
un tercer circuito de calefacción III para una calefacción de
suelo, además un cuarto circuito de calefacción IV para una
calefacción de paredes exteriores y finalmente una instalación de
refrigeración V y un depósito de frío Vb.
La caldera 1 está unida mediante conducciones 11
y 11a sólo al primer circuito de consumidores 1 para la calefacción
espacial. Por el contrario, los colectores 2 y 3, y la bomba de
calor 4 están unidos mediante dispositivos distribuidores 20, 30,
40 y 50 al circuito de consumidores I a V. Así, el mecanismo de
distribuidor 20 está unido mediante una conducción de avance 21 y
una conducción de retorno 21a al circuito de consumidores 1 así como
mediante otras conducciones de avance 22 a 25 y conducciones de
retorno 22a a 25a a los circuitos de consumidores II a V. Del mismo
modo, los mecanismos de distribuidores 30, 40 y 50 están unidos
también a los circuitos de distribuidores I a V.
Mediante los mecanismos distribuidores 20, 30 y
40 se alimenta la energía calorífica o energía frigorífica con
distintos niveles de temperatura facilitada por los generadores de
calor o generadores de frío al circuito de consumidores I a V, en
el que se requiere la temperatura correspondiente. Para ello, se
prevén en los circuitos de consumidores individuales mecanismos de
mezcla M y bombas P.
De los mecanismos distribuidores 20, 30, 40 y 50,
con independencia de qué temperatura presenta el medio portador
entregado por la fuente de calor o fuente de frío asignada, ésta se
alimenta mediante una de las conducciones de avance de los
circuitos de consumidores, que está ajustada a este nivel de
temperatura. Mediante la bomba P prevista en el circuito de
consumidores afectado, el medio portador se alimenta mediante un
mezclador a, al menos, un consumidor que se encuentra en este
circuito. El retorno desde este consumidor está, por un lado, unido
al mezclador y, por otro lado, tiene lugar mediante la conducción
de retorno asignada, a través de la que se transfiere el medio
portador refrigerado.
En la medida en que en una instalación de este
tipo la energía calorífica alimentada a los circuitos de
consumidores con la temperatura correspondiente no se requiere, no
se transfiere al siguiente circuito de consumidores conectado a
continuación con una temperatura inferior, sino que se almacena con
el mismo nivel de temperatura. Para ello, en los mecanismos
distribuidores 20, 30, 40 está unido en paralelo a los circuitos de
consumidores I a V, al menos, un mecanismo de depósito Ia a Va, en
el que aquella parte de energía calorífica o energía frigorífica,
que no se requiere en el circuito de consumidores asignado, se
almacena. Tan pronto como de uno de los mecanismos distribuidores
ya no se alimenta energía calorífica con el nivel de temperatura
necesaria al circuito de consumidores afectado, ya no se pone a
disposición de la fuente de calor asignada, se cierra la conducción
de avance y la bomba P que se encuentra en este circuito de
consumidores transporta medio portador desde el deposito asignado.
Por consiguiente, la energía calorífica necesaria con el nivel de
temperatura dado para este consumidor se extrae del depósito
asignado a este circuito de distribuidores. Lo mismo es valido
también para la energía calorífica.
Como se desprende del dibujo, la caldera 1 está
unida mediante conducciones 11 y 11a sólo al circuito de calefacción
1 y a un hervidor Ia para agua caliente. La alimentación del
circuito de calefacción I tiene lugar por los colectores 2 ó 3 y en
todo caso por la bomba e calor 4, en tanto esta energía calorífica
se entrega con el nivel de temperatura necesario. Asimismo, la
energía calorífica excedente que aparece se almacena en el hervidor
Ia. En tanto los colectores 2 y 3 no facilitan la energía
calorífica necesaria, esta se extrae de la caldera de calefacción 1.
La energía calorífica entregada por esta se almacena igualmente en
el hervidor Ia. En tanto la caldera 1 se desconecta, y se requiere
energía calorífica en este circuito de consumidores, esta se extrae
del hervidor Ia. De este modo, se consigue una reducción
proporcional del número de conexiones y desconexiones de la caldera
1, con lo cual se corresponde a las reclamaciones al respecto en
referencia a la protección medioambiental.
A continuación, se explica el funcionamiento de
la instalación en referencia al colector ecológico 2 y los
mecanismos conectados a continuación:
El medio portador entregado por el colector 2 se
alimenta por el mecanismo distribuidor 20 con independencia de su
temperatura mediante conducciones de avance 21 a 25 a uno de los
circuitos de consumidores I a V. Por ejemplo, del mecanismo
distribuidor 20 mediante la conducción de avance 21 se entrega medio
portador con una temperatura de aprox. 70ºC a las conducciones de
avance 211 y 212 del primer circuito de consumidores. Mediante la
conducción de avance el medio portador llega al deposito Ia. El
retorno del medio portador refrigerado puede tener lugar mediante
las conducciones 211a y 212a hacia la conducción de retorno 21a y
hacia el mecanismo distribuidor 20. No obstante, tan pronto como del
mecanismo distribuidor 20 no tiene lugar ninguna alimentación al
circuito de consumidores I, se alimenta la energía calorífica
necesaria del depósito Ia mediante las conducciones 212 y 211 al
circuito de consumidores I. De este modo, el circuito de
consumidores I se alimenta de energía calorífica desde el hervidor
Ia. De forma análoga, al circuito de consumidores II o al depósito
IIa asignado a éste se alimenta energía calorífica con una
temperatura de aprox. 30ºC, al circuito de consumidores IV y al
depósito IVa energía calorífica con una temperatura de aprox. 20ºC y
al circuito de consumidores V con el hervidor Va energía térmica con
una temperatura de aprox. 12ºC.
Para el caso en que en el circuito de
consumidores I igualmente que en el consumidor Ia ya no se requiere
energía calorífica, el mecanismo distribuidor 20 puede ajustarse de
forma que tenga lugar el avance a través de la conducción,
atravesando el medio portador el hervidor Ia, de forma que el
retorno tenga lugar a través de la conducción 25a. Para permitir
esto, la conducción 212a está unida mediante una conducción de unión
213 con la conducción de avance del circuito de consumidores II y
los otros circuitos de consumidores III, IV y V también están unidos
entre sí mediante las conducciones 223, 233 y 243. De este modo, el
medio portador llega atravesando todos los circuitos de consumidores
I a V, entregando la energía calorífica contenida en él al
consumidor o al depósito con nivel de temperatura inferior. Puesto
que de este modo, mediante la conducción de retorno 25a se alimenta
de regreso con una temperatura muy baja a los colectores 2 y 3, se
consigue de este modo un grado de efectividad muy elevada.
De forma análoga tiene lugar también el
almacenaje de los circuitos de consumidores II a IV, así como de los
depósitos Ia a IVa del colector 3 o de la bomba de calor 4 mediante
mecanismos distribuidores 30 y 40. Para el caso en que en uno de
los circuitos de consumidores o en uno de los depósitos asignados no
se requiera energía calorífica con el nivel de temperatura
correspondiente a estos circuitos de distribuidores o depósitos,
los circuitos de consumidores II a IV también están unidos entre sí
mediante conducciones 223, 233 y 243.
Desde los colectores ecológicos 20 y 30, así como
desde la bomba de calor 4 puede entregarse también energía
frigorífica. A través de los mecanismos distribuidores 20, 30, 40 y
50 se conduce la energía frigorífica mediante conducciones de
avance al frigorífico V o al depósito de frío Vb y se almacena allí.
La energía frigorífica almacenada en el depósito de frío Vb y
entregada también por la bomba de calor 4 puede entregarse mediante
el mecanismo distribuidor 50 a uno de los circuitos de consumidores
I a IV, sirviendo para refrigerar los espacios, las paredes
interiores o el suelo. En los circuitos de consumidores I a IV están
dispuestas para ello válvulas de bloqueo 10, a través de las que,
en caso de que tenga lugar una climatización, los circuitos de
consumidores I a V se separan en dos zonas, mediante las que al
mismo tiempo puede tener lugar en los circuitos de consumidores I a
IV una refrigeración y en los depósitos Ia y Va un almacenamiento
de energía calorífica.
Puesto que la alimentación de energía calorífica
a una calefacción de pared debe tener lugar de forma que la energía
calorífica se alimenta al extremo inferior de la pared, por el
contrario una refrigeración de este tipo debe tener lugar de forma
que la energía calorífica se alimenta al extremo superior de la
pared, se prevé además en el circuito de consumidores II una
válvula de bloqueo, a través de que tiene lugar el control
necesario a tal efecto.
En tanto los mecanismos distribuidores 20 y 30 se
controlan de esta forma correspondiente, a través de estos pueden
conducirse medio portador calentado desde los circuitos de
consumidores I a V a mediante las conducciones de avance 21, 22, 23
y 24 y a través de los colectores 2, para liberarlos de nieve o
hielo.
A través del mecanismo distribuidor 50 puede
extraerse energía calorífica de uno de los circuitos de consumidores
II a V, que se alimenta a la bomba de calor 4. La energía
calorífica generada en la bomba de calor 4 puede alimentarse
mediante el mecanismo distribuidor 40 a uno de los circuitos de
consumidores I a V. Además, la energía calorífica generada por la
bomba de calor puede alimentarse mediante el mecanismo distribuidor
50 a uno de los circuitos de consumidores I a V.
Claims (7)
1. Instalación para alimentar consumidores (I a
V) con energía calorífica o energía frigorífica mediante un medio
portador con, al menos, una fuente (1 a 4) para energía calorífica
o para energía frigorífica, cuya conducción de salida está colocada
a la entrada de, al menos, uno de los mecanismos distribuidores (20,
30, 40, 50) controlables asignados a esta, que está configurada con
una multitud de salidas, estando unidas las conducciones de avance
hacia los consumidores (I a V) a calor o a frío con distintos
niveles de temperatura, pudiendo seleccionar mediante el mecanismo
distribuidor (20, 30, 40, 50) uno de los consumidores (I a V), al
que puede alimentarse medio portador con el nivel de temperatura
necesario, caracterizada porque, al menos, a una parte de
los consumidores (I a V) para energía calorífica con distintos
niveles de temperatura está conectado en paralelo, al menos, un
depósito de calor (Ia a Va), en el que la energía calorífica
excedente con el nivel de temperatura dado puede almacenarse y del
que puede extraerse la energía calorífica contenida en él y
alimentarse a los consumidores con el nivel de temperatura
correspondiente.
2. Instalación según la reivindicación 1,
caracterizada porque de forma conocida se prevén diversos
consumidores para energía calorífica con distintos niveles de
temperatura, en la que a cada uno de estos circuitos de consumidores
(I a V) está conectado en paralelo un depósito de calor (Ia a
Va).
3. Instalación según una de las reivindicaciones
1 a 2, caracterizada porque la fuente de energía calorífica
está formada de forma conocida por, al menos, un colector ecológico
(2, 3) o una bomba de calor (4) y porque, al menos, a uno de los
consumidores (V) para la energía frigorífica está asignado,
igualmente, un depósito (Vb) de energía frigorífica.
4. Instalación según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizada porque entre las conducciones de avance
para la alimentación a los consumidores asignados de energía
calorífica y energía frigorífica están conectadas válvulas de
bloqueo (10).
5. Instalación según una de la reivindicaciones 1
a 4, caracterizada porque en las conducciones de avance para
la alimentación de energía calorífica y de energía frigorífica están
conectadas en las paredes válvulas de conmutación (S), a través de
las que la energía calorífica llega a las paredes desde abajo y la
energía frigorífica, desde arriba.
6. Instalación según una de las reivindicaciones
1 a 5, caracterizada porque entre las conducciones de
retorno y las conducciones de avance de los circuitos de
consumidores (I a V) conectados sucesivamente, se prevén las
conducciones (213, 223, 233, 243) que los unen, pudiendo unirse la
conducción de avance (21) del mecanismo distribuidor (20, 30, 40,
50) a la conducción de avance del circuito de consumidores (I) con
la temperatura máxima y la conducción de retorno del mecanismo
distribuidor (20, 30, 40, 50) a la conducción de retorno (25a) del
circuito de consumidores (V) con nivel de temperatura inferior.
7. Procedimiento para el funcionamiento de una
instalación para alimentar con energía calorífica o energía
frigorífica consumidores (I a V) según una de las reivindicaciones 1
a 6, caracterizado porque la energía térmica entregada por
la fuente (1, 2, 3, 4) para energía calorífica o energía
frigorífica, que no se requiere por los consumidores, se entrega a,
al menos, uno de los depósitos térmicos conectados en paralelo a
los consumidores con distintos niveles de temperatura y se almacena
en éste y porque esta energía térmica, en caso de necesidad,
especialmente, tras desconectar la caldera o la bomba de calor que
se encuentra en la instalación, se extrae del depósito térmico y se
alimenta a los consumidores.
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