ES2272112B1 - Calefactor aerotermo compacto. - Google Patents
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Abstract
Calefactor aerotermo compacto, que comprende una cámara de combustión (1) con un quemador de gas (2), un intercambiador de calor (3), un ventilador (4), un circuito cerrado de agua (5) y una bomba eléctrica (6); dicho intercambiador (3) es de cobre sin recocer y latón formando un emparrillado por una pluralidad de tubos (7), con sus caras planas unidas mediante láminas (8) de cobre en zigzag, una parte receptora (9) ubicada en la cámara de combustión (1) próxima al quemador de gas (2), y otra parte evacuadora (10) fuera de esta cámara (1); la parte receptora (9) está entre el quemador (2) y la salida de humos (11), y la parte evacuadora (10) entre la cara del ventilador (4) expulsora de aire y la salida (13) del calefactor al recinto (14); el ventilador (4) tiene su cara admisora comunicada con la entrada de aire (12) del recinto (14) al calefactor, el circuito cerrado de agua (5) está establecido a través del intercambiador de calor (3), y la bomba (6) impulsa la circulación del agua en elcircuito (5).
Description
Calefactor aerotermo compacto.
Esta invención concierne a un calefactor
aerotermo compacto, que es un aparato destinado a producir el
calentamiento del volumen de aire de un recinto de habitación
mediante un proceso de convección y a partir de la energía
calorífica producida por la combustión de gas.
En particular el objeto de esta invención está
destinado al calentamiento de grandes recintos, como
polideportivos, naves industriales, invernaderos, etc.
En este campo son conocidas diversas ejecuciones
basadas en mover grandes volúmenes de aire que son directamente
calentados por la energía generada en la combustión del gas
realizada en el quemador.
Los grandes volúmenes de aire manejados exigen
el empleo de grandes y ruidosos ventiladores, siendo un hecho que
las variantes conocidas son generalmente instalaciones fijas o
aparatos de gran tamaño.
Por otro lado, la convección del aire
directamente calentado ofrece un rendimiento calorífico
considerablemente bajo.
Debido a todo ello los calefactores conocidos en
este campo son relegados a su aplicación en los tipos de recintos
antes expuestos, donde la necesidad de grandes volúmenes de aire
caliente aunque sea con un gran consumo de potencia se considera
preponderante frente a la molestia producida por los grandes
chorros de aire y al elevado nivel de ruido que hay que
soportar.
También son conocidas ejecuciones en las que el
calentamiento del aire que es sujeto de la convección se obtiene a
partir de agua precalentada; pero están ejecutadas bajo pautas
tradicionales que son también bastante voluminosas, ruidosas y de
rendimiento insatisfactorio; en todo caso, de constitución muy
diferente de la ahora propugnada.
Frente a este estado de cosas, el objeto de la
presente invención es un calefactor aerotermo que responde a una
peculiar constitución que comprende una cámara de combustión dotada
de un quemador de gas, un intercambiador de calor, un ventilador,
un circuito cerrado de agua y una bomba eléctrica; en donde, dicho
intercambiador de calor está construido de cobre sin recocer y latón
formando un emparrillado que está determinado por una pluralidad
de tubos planos y estrechos, paralelos entre sí, que entre cada dos
tubos adyacentes tienen sus caras planas unidas mediante láminas de
cobre en zigzag, intercambiador de calor que tiene una parte aguas
arriba, o parte receptora de calor, que está ubicada dentro de la
cámara de combustión en proximidad del quemador de gas, y otra
parte aguas abajo, o parte evacuadora de calor, que está fuera de
esta cámara de combustión, la parte receptora está entre el
quemador y la salida de humos de la cámara de combustión, y la
parte evacuadora está entre la cara del ventilador expulsora de aire
y la salida de aire del calefactor al recinto de ubicación de este
calefactor, dicho ventilador tiene su cara admisora de aire
comunicada directa o indirectamente, con la entrada de aire del
recinto al calefactor, dicho circuito cerrado de agua está
establecido a través de dicho intercambiador de calor, y dicha bomba
impulsa la circulación del agua en el circuito cerrado.
A diferencia de lo hasta ahora conocido el
calefactor ahora preconizado utiliza un intercambiador construido
en cobre y latón que, salvo el oro, son los metales al efecto que
poseen mayor conductividad calorífica.
En particular para esta construcción del
intercambiador de calor es empleado cobre sin recocer obtenido
mediante el proceso patentado conocido como Cuprobraze. Esto
permite, por una parte, utilizar secciones y espesores de material
muy pequeños, que se traducen en la posibilidad de constituir un
intercambiador de dimensiones muy reducidas que produce resultados
equivalentes o superiores a los de las grandes instalaciones ahora
conocidas, posibilitando por ello realizar calefactores de diseños
muy compactos que también son más silenciosos y que ofrecen la
importante posibilidad de ser aplicados también en recintos donde
están vedados los conocidos hasta ahora en este campo; y por otra
parte, el intercambiador así constituido puede trabajar a tan sólo
unos pocos centímetros del quemador de gas. Las reducidas
dimensiones del intercambiador no son obstáculo para que ofrezca
una gran superficie de transferencia de calor, a la cual contribuyen
las láminas en zigzag soldadas entre cada dos adyacentes tubos
planos paralelos.
El gran rendimiento del calefactor preconizado
deriva de este diseño del intercambiador (que ofrece gran
superficie de transferencia de calor con reducidas dimensiones
exteriores), junto con el hecho de hacer circular por su interior
un fluido como el agua, que, como agente transmisor calórico
intermedio, es mucho más eficaz que los conocidos a base de un
intercambio directo entre gas caliente y aire frío.
Otra destacada particularidad de la invención es
el hecho de que el intercambiador tenga una parte dentro de la
propia cámara de combustión. Esto es posible por la construcción
material del intercambiador y favorece la obtención de altos
rendimientos caloríficos, al ser calentado el agua circulante de
manera prácticamente directa (dada la gran conductividad térmica
del intercambiador) por la llama del quemador de gas.
En esta invención está previsto que el quemador
empleado sea de premezcla gas-aire.
En esta invención la cámara de combustión puede
estar en posición directa, donde la salida de humos está por encima
del quemador de gas; o puede estar en posición invertida, con su
quemador de gas dispuesto por encima de dicha parte receptora del
intercambiador de calor y con su salida de humos en la parte
inferior del calefactor.
Tanto en uno como en otro caso la invención
contempla una solución en la que la cámara de combustión, en su
parte entre la parte receptora del intercambiador de calor y la
salida de humos, está intercalada operativamente entre la entrada
de aire procedente del recinto y la cara admisora de aire del
ventilador, estando esta parte de la cámara de combustión
atravesada por una conducción monotubo o multitubo que está
intercalada directamente entre dicha entrada de aire procedente del
recinto y dicha cara del ventilador admisora de aire. Esta solución
supone que el ventilador recibirá un aire ya precalentado, con la
consiguiente mejora de la eficiencia energética que puede
traducirse en la posibilidad de construir calefactores más
reducidos para realizar el trabajo de otros mayores.
Para comprender mejor la naturaleza del presente
invento, en los dibujos adjuntos representamos una forma preferente
de realización industrial, la cual tiene carácter de ejemplo
meramente ilustrativo y no limitativo.
La figura 1 es una representación esquemática de
una variante de ejecución de la invención, en la que está
incorporado un detalle ampliado visto en planta superior de la
constitución del intercambiador de calor (3) en el lugar indicado
por la flecha.
La figura 2 es una representación esquemática
semejante a la de la figura 1, pero referida a otra variante de
ejecución de la invención.
En estas figuras están indicadas las siguientes
referencias:
- 1.-
- Cámara de combustión
- 2.-
- Quemador de gas
- 3.-
- Intercambiador de calor
- 4.-
- Ventilador
- 5.-
- Circuito cerrado de agua con flechas indicativas de sentido de circulación
- 6.-
- Bomba eléctrica
- 7.-
- Tubos de intercambiador (3)
- 8.-
- Láminas de intercambiador (3)
- 9.-
- Parte receptora de intercambiador (3)
- 10.-
- Parte evacuadora de intercambiador (3)
- 11.-
- Salida de humos
- 12.-
- Entrada de aire
- 13.-
- Salida de aire
- 14.-
- Recinto
- 15.-
- Conducción en cámara de combustión (1)
Con relación a los dibujos y referencias arriba
enumerados, se ilustra en los planos adjuntos la constitución
esencial ideada para un calefactor aerotermo compacto destinado
especialmente al calentamiento de grandes recintos moviendo
considerables volúmenes de aire.
Como puede verse en un primer modo de ejecución
preferente mostrado en el esquema de la figura 1, el calefactor
aerotermo compacto preconizado comprende una cámara de combustión
(1) dotada de un quemador de gas (2), un intercambiador de calor
(3), un ventilador (4), un circuito cerrado de agua (5) y una bomba
eléctrica (6); en donde, dicho intercambiador de calor (3) está
construido de cobre sin recocer y latón formando un emparrillado
que está determinado por una pluralidad de tubos (7) planos y
estrechos, paralelos entre sí, que entre cada dos tubos (7)
adyacentes tienen sus caras planas unidas mediante láminas (8) de
cobre en zigzag, intercambiador de calor (3) que tiene una parte
aguas arriba, o parte receptora (9) de calor, que está ubicada
dentro de la cámara de combustión (1) en proximidad del quemador de
gas (2), y otra parte aguas abajo, o parte evacuadora (10) de
calor, que está fuera de esta cámara de combustión (1), la parte
receptora (9) está entre el quemador (2) y la salida de humos (11)
de la cámara de combustión (1), y la parte evacuadora (10) está
entre la cara del ventilador (4) expulsora de aire y la salida de
aire (13) del calefactor al recinto (14) de ubicación de este
calefactor, dicho ventilador (4) tiene su cara admisora de aire
comunicada directa o indirectamente, con la entrada de aire (12)
del recinto (14) al calefactor, dicho circuito cerrado de agua (5)
está establecido a través de dicho intercambiador de calor (3), y
dicha bomba (6) impulsa la circulación del agua en el circuito
cerrado (5). Según una preferencia de la invención dicho quemador
(2) es un quemador de premezcla gas-aire.
Según se ha explicitado más arriba, la
particular constitución material del intercambiador de calor (3)
hace posible conjugar unas dimensiones reducidas del mismo con un
gran rendimiento operativo, lo que permite obtener diseños
compactos que, por su ocupación espacial considerablemente
reducida, propicia su aplicación en otro tipo de recintos más
pequeños que los pabellones deportivos, naves industriales, etc., a
los que se aplican exclusivamente los hasta ahora conocidos en este
campo. A este fin contribuye el hecho de por el mayor rendimiento
calorífico logrado los volúmenes de aire movidos son más reducidos
y requieren un ventilador más pequeño, todo lo cual redunda en un
trabajo más silencioso y en chorros de aire menos notorios.
Otra particularidad de la invención que
contribuye a compaginar menores dimensiones con mayores
rendimientos lo constituye el hecho reseñado de que una parte del
intercambiador de calor (3) esté dentro de la cámara de combustión
(1) y junto al quemador de gas (2).
En la variante de ejecución de la figura 1 la
bomba (6) hace circular el agua en el sentido horario por el
circuito cerrado (5), de manera que el agua pasa primero por la
parte receptora (9) del intercambiador (3) que, dentro de la cámara
de combustión (1), es calentada por la llama del quemador (2),
seguidamente circula por la parte evacuadora (10) que es atravesada
por la corriente de aire impulsada por el ventilador (4) y que toma
aire frío procedente del recinto (14) a través de la entrada (12) y
devuelve aire calentado a través de la salida (13).
En la figura 2 está esquematizada otra variante
de ejecución consistente en que la cámara de combustión (1), en su
parte entre la parte receptora (9) del intercambiador de calor (3) y
la salida de humos (11), está intercalada operativamente entre la
entrada de aire (12) procedente del recinto (14) y el ventilador
(4), mediante la conducción (15) que atraviesa la cámara de
combustión (1).
Funcionalmente, la diferencia en esta variante
es que el aire frío entrante llega precalentado aguas arriba del
ventilador (4) porque antes pasa por una cámara de combustión (1)
dotada de un tiro forzado de aire hacia la salida de humos (11)
situada inferiormente.
Por un convencionalismo meramente expositivo, en
la variante de la figura 2 coexiste el precalentamiento del aire
que llega al ventilador (4) con una posición invertida de la cámara
de combustión, es decir, con su quemador de gas (2) dispuesto por
encima de dicha parte receptora (9) del intercambiador de calor (3)
y con su salida de humos (11) en la parte inferior del calefactor.
Sin embargo, ha de resultar evidente que son dos cuestiones
plenamente independientes entre sí; de tal manera que también en la
figura 1 podría disponerse invertida la cámara de combustión (1)
sin efectuar precalentamiento del aire entrante, como también
podría establecerse un precalentamiento del aire entrante con la
cámara de combustión en la posición directa de la figura 1. Y de
igual modo puede razonarse en relación con la solución de la figura
2. Evidentemente, en las disposiciones invertidas de la cámara de
combustión (1) habrá de establecerse un tiro forzado para la
extracción de los humos.
Claims (4)
1. Calefactor aerotermo compacto,
caracterizado porque comprende una cámara de combustión (1)
dotada de un quemador de gas (2), un intercambiador de calor (3),
un ventilador (4), un circuito cerrado de agua (5) y una bomba
eléctrica (6); en donde, dicho intercambiador de calor (3) está
construido de cobre sin recocer y latón formando un emparrillado
que está determinado por una pluralidad de tubos (7) planos y
estrechos, paralelos entre sí, que entre cada dos tubos (7)
adyacentes tienen sus caras planas unidas mediante láminas (8) de
cobre en zigzag, intercambiador de calor (3) que tiene una parte
aguas arriba, o parte receptora (9) de calor, que está ubicada
dentro de la cámara de combustión (1) en proximidad del quemador de
gas (2), y otra parte aguas abajo, o parte evacuadora (10) de
calor, que está fuera de esta cámara de combustión (1), la parte
receptora (9) está entre el quemador (2) y la salida de humos (11)
de la cámara de combustión (1), y la parte evacuadora (10) está
entre la cara del ventilador (4) expulsora de aire y la salida de
aire (13) del calefactor al recinto (14) de ubicación de este
calefactor, dicho ventilador (4) tiene su cara admisora de aire
comunicada directa o indirectamente, con la entrada de aire (12)
del recinto (14) al calefactor, dicho circuito cerrado de agua (5)
está establecido a través de dicho intercambiador de calor (3), y
dicha bomba (6) impulsa la circulación del agua en el circuito
cerrado (5).
2. Calefactor aerotermo compacto, de acuerdo con
la reivindicación anterior, caracterizado porque dicho
quemador (2) es un quemador de premezcla
gas-aire.
3. Calefactor aerotermo compacto, de acuerdo con
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
cámara de combustión (1), en su parte entre la parte receptora (9)
del intercambiador de calor (3) y la salida de humos (11), está
intercalada operativamente entre la entrada de aire (12) procedente
del recinto (14) y la cara admisora de aire del ventilador (4),
estando esta parte de la cámara de combustión (1) atravesada por
una conducción (15) monotubo o multitubo que está intercalada
directamente entre dicha entrada de aire (12) procedente del recinto
(14) y dicha cara del ventilador (4) admisora de aire.
4. Calefactor aerotermo compacto, de acuerdo con
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
cámara de combustión (1) está en posición invertida, con su
quemador de gas (2) dispuesto por encima de dicha parte receptora
(9) del intercambiador de calor (3) y con su salida de humos (11)
en la parte inferior del calefactor.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES200302922A ES2272112B1 (es) | 2003-12-10 | 2003-12-10 | Calefactor aerotermo compacto. |
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| ES200302922A ES2272112B1 (es) | 2003-12-10 | 2003-12-10 | Calefactor aerotermo compacto. |
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| ES2272112A1 ES2272112A1 (es) | 2007-04-16 |
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2003
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