ES2273930T3 - Procedimiento para producir un intercambiador de calor para una caldera de condensacion mediante fundicion, asi como mach0 para un molde de fundicion aplicable en la realizacion del procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para producir un intercambiador de calor para una caldera de condensación con clases de potencia alternativas, en donde en primer lugar se prepara un molde de fundición y se equipa con machos para configurar las superficies del lado del agua y del lado del gas de combustión en intercambiadores de calor y, después de esto, se funde el molde de fundición y a continuación el intercambiador de calor fundido se desmoldea y se somete a un post-tratamiento, caracterizado porque se alinean unos junto a otros en cada caso machos (1, 1'') de igual configuración que forman una unidad básica, para la configuración de las superficies en el lado del agua o en el lado del gas de combustión para formar un paquete, en donde el número de machos de un paquete de machos se elige en dependencia de la potencia deseada del intercambiador de calor a producir en cada caso, y porque el paquete de machos se inserta y se funde en el molde de fundición.

Description

Procedimiento para producir un intercambiador de calor para una caldera de condensación mediante fundición, así como macho para un molde de fundición aplicable en la realización del procedimiento.

La invención se refiere a un procedimiento para producir un intercambiador de calor para una caldera de condensación, en donde en primer lugar se prepara un molde de fundición y se equipa con machos para configurar las superficies del lado del agua y del lado del gas de combustión en intercambiadores de calor y, después de esto, se funde el molde de fundición y a continuación el intercambiador de calor fundido se desmoldea y se somete a un post-tratamiento. La invención se refiere también a un paquete de machos para ejecutar el procedimiento.

Se conoce un procedimiento de la clase antes descrita según el documento JP 4 189 101 A.

Los intercambiadores de calor, en especial intercambiadores de calor para calderas de condensación de alta efectividad, son en su mayoría piezas de fundición de aleaciones de aluminio. Las calderas de condensación se producen y ofrecen con diferentes potencias. Cuanto mayor sea la potencia de la caldera de condensación mayor debe ser su superficie de intercambiador de calor, para poder cumplir los requisitos.

Una oferta de un fabricante de generadores de calor comprende con frecuencia no sólo diferentes tipos de caldera, sino también la división de cada tipo de caldera en diferentes clases de potencia, en donde la caldera de condensación más pequeña, diseñada por ejemplo para usarse en hogares, puede presentar por ejemplo una potencia de 10 KW a 15 KW. Las calderas de mayor tamaño presentan de forma correspondiente mayores potencias, en donde estructural o constructivamente puede obtenerse cualquier capacidad útil que se desee. Sólo se imponen límites a causa de las dimensiones todavía posibles en el respectivo lugar de aplicación. Esto conduce a que el fabricante tiene que producir y poner a disposición un surtido muy variado con una multitud de generadores de calor.

Ya se conoce componer intercambiadores de calor con componentes aislados, para llegar con medios de producción sencillos a una variación de las superficies calefactoras y con ello de la capacidad útil. Este principio se materializa por ejemplo en el caso de calderas articuladas, y se describe en el documento AT 389 754 B.

El ensamblaje de articulaciones aisladas exige sin embargo una considerable complejidad de montaje y entre las articulaciones aisladas de un intercambiador de calor pueden producirse con frecuencia problemas de estanqueidad, en especial a causa de tensiones térmicas presentes en la región de las junturas aisladas entre las articulaciones y, precisamente, tanto en el lado del agua como en el lado del gas de escape.

La invención se ha impuesto la misión de encontrar un procedimiento para producir un intercambiador de calor, en el que ya no se produzcan los inconvenientes descritos anteriormente.

Esta misión es resuelta conforme a la invención mediante las particularidades de la reivindicación 1. Se alinea en cada caso un número predeterminado de machos con igual configuración, unos junto a otros, para la configuración de superficies en el lado del agua de forma alternativa a machos igualmente con igual configuración para la configuración de superficies en el lado del gas de combustión, y se funde como suma en el monobloque del intercambiador de calor a producir.

Mientras que en los procedimientos conocidos se funde una multitud de articulaciones iguales y después se ensamblan entre sí varias de estas articulaciones, después de acabarse de mecanizar, para formar un intercambiador de calor con la potencia deseada, la invención se basa en poner a disposición moldes de fundición, de tal manera que mediante el uso de machos configurados siempre de igual forma pueda formarse un paquete de machos que se funda como unidad, es decir como monobloque, y por medio de esto configure un intercambiador de calor enterizo de la capacidad útil deseada en cada caso, que después sólo tiene que mecanizarse a posteriori de forma insignificante.

Cada macho está configurado de tal manera que configura una unidad básica que, cuando se inserta en un molde, conduce a la configuración de un intercambiador de calor después de la fundición que, por ejemplo, tiene una capacidad útil de 10 KW o 15 KW. Mediante la multiplicación de unidades básicas o machos alineada(o)s una(o)s junto a otra(o)s para formar un paquete se obtienen después tras la fundición, de forma sencilla, intercambiadores de calor por ejemplo con 20, 30, 45 ó 60 KW.

En el caso del procedimiento antes descrito para producir intercambiadores de calor se usan machos que están configurados igualmente de una forma conforme a la invención. Cada macho, que se presenta como una llamada unidad básica, destaca porque presenta un molde básico igual por ejemplo a una placa, con preferencia a una placa rectangular, porque en una región de esquina en un extremo de uno de los dos bordes longitudinales de la placa está prevista una primera ejecución para configurar una cámara de agua, que se corresponde con un avance de calefacción del intercambiador de calor a producir y porque en una región de esquina, en el extremo opuesto del mismo borde longitudinal de la placa, está prevista una segunda ejecución para configurar una cámara de agua correspondiente a un retorno de calefacción.

La configuración predescrita de un macho para formar las superficies en el lado del agua de un intercambiador de calor, para el que se reivindica también protección independiente, tiene la ventaja de que se produce un lado trasero relativamente liso o plano del intercambiador de calor a configurar, en donde el lado trasero se corresponde aproximadamente con el borde longitudinal de la placa, que forma el molde básico de un macho. El avance de calefacción y el retorno de calefacción están colocados mediante las ejecuciones configuradoras del macho en esta región del lado trasero y, en consecuencia, pueden desembocar en un lado delantero del intercambiador de calor producido. Esto influye de forma especialmente ventajosa en la forma constructiva de una caldera de condensación. Una caldera de condensación con intercambiadores de calor producidos conforme a la invención es fácil de instalar o también de montar como aparato de pared, porque las conexiones fundamentales del lado de agua después pueden encontrarse en una región del lado delantero de la caldera calefactora, en el que también son muy accesibles y puede comprobarse fácilmente si los puntos estancos tienen fugas.

Un paquete de machos compuesto por varios machos iguales se inserta en un molde de fundición para fundir un intercambiador de calor. Con ello la disposición de varios moldes básicos de machos es tal que las ejecuciones, en el caso de machos ensamblados para formar para formar un paquete de machos, están situadas entre ellas en una alineación que discurre transversalmente a las placas que forman los moldes básicos de los machos, tanto en los machos aislados como en los machos iguales, con los que se compone un paquete de machos. Como consecuencia de esto se han formado, después del relleno, recorridos pasantes en el intercambiador de calor o recorridos pasantes que conducen gases de escape. En especial se han configurado cámaras de agua pasantes tanto para el avance de calefacción como para el retroceso de calefacción, cuando están alineadas las ejecuciones como se ha descrito anteriormente.

Los machos están configurados de tal modo, que las cavidades configuradas por los mismos para conducir agua prefijan un recorrido forzado, que conduce a una circulación aproximadamente en forma de meandro de abajo hacia arriba. Abajo está disponible la cámara de agua correspondiente al retorno de calefacción, arriba una ejecución para configurar una cámara de agua, que se corresponde con el retorno de calefacción.

Si están alineados unos junto a otros o ensamblados varios machos para formar un paquete de machos, en donde las ejecuciones para al configuración de cámaras de agua correspondientes al retorno de calefacción y al avance de calefacción están alineadas entre ellas, sólo se cumple este principio de la circulación forzada deseada entre el retorno de calefacción y el avance de calefacción, en el caso de intercambiadores de calor fundidos con el uso de tales machos, si las conexiones para el retorno de calefacción y el avance de calefacción se encuentran en lados diferentes del intercambiador de calor de la caldera. Este principio de circulación se conoce en los círculos profesionales, en el caso de intercambiadores de calor con varias articulaciones, como el llamado "Tichelmann".

Si se produce un intercambiador de calor según el procedimiento conforme a la invención, con el uso de un macho conforme a la invención, es sin embargo posible poner a disposición las conexiones para el retorno de calefacción y el avance de calefacción en el mismo lado del intercambiador de calor configurado y, aún así, garantizar una circulación forzada por todas las cámaras conductoras de agua del intercambiador de calor en paralelo a la región de las superficies calefactoras.

Estas ventajas se obtienen según un perfeccionamiento del macho a aplicar para la configuración de superficies en el lado del agua, por medio de que la primera ejecución prevista para configurar una cámara de agua correspondiente al avance de calefacción está combinada con una configuración, que sirve para configurar una cámara de agua que se corresponde con un canal acumulador, orientado en paralelo al avance de calefacción pero separado del
mismo.

Mediante el macho conforme a la invención se configura en consecuencia un intercambiador de calor, en el que el agua que afluye a través del retorno de calefacción y se ha calentado durante la circulación por el intercambiador de calor, en primer lugar pasa a un canal acumulador. En un extremo predeterminado situado sobre la superficie lateral respectiva del intercambiador de calor, el canal está abierto y desemboca en una cámara de agua, que se corresponde con el avance de calefacción antes descrito.

A continuación se ha previsto conforme a la invención que al macho pueda asignarse en su primer lado, que es opuesto al segundo lado que participa en la configuración de conexiones a abrir mediante post-tratamiento para el avance de calefacción y el retorno de calefacción, una pieza de macho que sirve para configurar un órgano de inversión asentado delante de la salida del canal colector, que puede conducir de vuelta el agua que sale del extremo del canal colector, en y a través del avance de calefacción, hasta el segundo lado opuesto del intercambiador de calor fundido en cada caso. En este lado, o sobre la superficie exterior lateral hasta la que se conduce de vuelta, se encuentra en el caso de intercambiador de calor terminado una conexión para el avance de calefacción, de tal modo que el agua de calefacción calentada en el intercambiador de calor puede ser arrastrada por la corriente hasta un circuito calefactor.

Esta configuración del macho con una pieza de macho, que sirve para configurar un órgano de inversión, se usa tanto en el caso de un macho aislado, que se utiliza para fundir un intercambiador de calor con una potencia relativamente reducida, como en el caso de un paquete de machos que se funde como monobloque. Por medio de que, en el caso de un paquete de machos, las ejecuciones para configurar el canal colector, el avance de calefacción y el retorno de calefacción están alineadas entre ellas, en cada intercambiador de calor fundido se dispone de cámaras conductoras de agua pasantes, de tal modo que también el órgano de inversión sólo tiene que configurarse una vez en un lado, mediante moldeo por fusión, por medio de la pieza de macho aplicada.

Los machos pueden prefabricarse de tal modo que puedan ponerse a disposición para formar paquetes de machos. De este modo pueden fabricarse sin más, en un tiempo mínimo, intercambiadores de calor con diferentes potencias en cantidades relativamente elevadas, en donde tampoco un cambio de fabricación a intercambiadores de calor mayores o menores exige ningún tiempo de equipamiento importante, ya que siempre se utilizan machos iguales.

Los machos se componen normalmente de arena mezclada con aglutinantes, en donde los aglutinantes pueden revenirse de forma preferida. Mediante la temperatura del caldo metálico fundido se vaporiza el aglutinante, de tal modo que cualquier intercambiador de calor fundido puede demoldearse haciendo vibrar de forma sencilla y usual la arena de moldeo.

En el dibujo se han representado ejemplo de ejecución de la invención, de los que se deducen otras particularidades de la invención. Aquí muestran:

la fig. 1: una vista de un macho para configurar superficies en el lado del agua en su molde básico, como se aplica en el procedimiento para producir un intercambiador de calor;

la fig. 2: una vista de dos machos conforme a la fig. 1 a modo de una representación fragmentada, según se mira en la dirección de la flecha II en la fig. 1;

la fig. 3: la vista de un paquete de machos compuesto por dos machos de forma correspondiente a la fig. 2, indicada con líneas a trazos y puntos; el molde de fundición que circunda el paquete de machos;

la fig. 4: la vista esquemática del molde de fundición conforme a la fig. 3, según se mira en la dirección de la flecha IV en la fig. 3 y

la fig. 5: una vista de un paquete de machos compuesto por cuatro machos conforme a la fig. 1 que, dado el caso, están alineados unos junto a otros.

Para producir un intercambiador de calor, aquí un intercambiador de calor para una caldera de condensación, se prepara en primer lugar un molde de fundición y se equipa con una macho 1, como se ha representado en la fig. 1, y que sirve para configurar las superficies en el lado del agua dentro del intercambiador de calor. El macho 1 se combina como es natural con machos que no se han representado aquí con más detalle, que sirven para configurar superficies en el lado del gas de combustión. De este modo puede engarzarse por ejemplo el macho 1, representado aquí en la fig. 1, por ambos lados con machos para cámaras de gas de combustión, es decir disponerse entre dos machos para cámaras de gas de combustión. El macho 1 presenta un molde básico que es aproximadamente igual a una placa rectangular 2. En una región de esquina, en un extremo de un borde longitudinal 4 de los dos bordes longitudinales 3, 4 de la placa 2, se ha previsto una primera ejecución 5 para configurar una cámara de agua, que se corresponde con un avance de calefacción del intercambiador de calor a producir. El avance de calefacción está designado aquí con el número de referencia 6. En una región de esquina en el extremo opuesto del mismo borde longitudinal 4 de la placa 2 se ha previsto una segunda ejecución 7 para configurar una cámara de agua, que se corresponde con un retorno de calefacción 8. La primera ejecución 5, prevista para configurar una cámara de agua correspondiente al avance de calefacción 6, se combina con una configuración 9 que sirve para configurar una cámara de agua que se corresponde con un canal colector 10, orientado en paralelo al avance de calefacción 6 pero separado del mismo.

Con 11 se ha designado una pieza de macho, que sirve para configurar un órgano de inversión que se asienta delante del canal colector 10 en el caso del intercambiador de calor terminado, que puede conducir de vuelta el agua que sale del extremo aquí visible del canal colector 10 en y a través del avance de calefacción 6, hasta el extremo opuesto 14 (fig. 4) del intercambiador de calor fundido en cada caso, en donde el lado opuesto del intercambiador de calor se corresponde con el segundo lado 14 del molde mostrado en al fig. 4.

La fig. 2 muestra dos machos situados uno junto al otro conforme a la fig. 1, según se mira en la dirección de la flecha II en la fig. 1. Los dos machos 1 y 1' pueden ensamblarse para formar un paquete, como se ha representado en la fig. 3. Las piezas constructivas iguales están designadas con los mismos números de referencia, dado el caso con índice, en donde en la fig. 2 se ha indicado mediante las flechas 12 y 13 la dirección de circulación, que se da en el caso de un intercambiador de calor terminado, de un retorno de calefacción (número de referencia 12) y de un avance de circulación (número de referencia 13).

La fig. 3 muestra el paquete de machos compuesto por los dos machos 1 y 1' y aclara que pueden configurarse cámaras de agua alineadas entre ellas. Las piezas constructivas iguales están designadas con número de referencia iguales. Mediante líneas a trazos y puntos se ha aclarado un molde de fundición que circunda el paquete de machos, compuesto por los machos 1 y 1'.

En la fig. 4 se ha representado el molde de fundición o el contorno exterior de un intercambiador de calor, de nuevo esquemáticamente, en una vista. Las posibilidades de conexión a conformar del retorno de calefacción y del avance de calefacción están indicadas mediante las flechas de dirección correspondientes de una circulación de avance o de retorno 12 y 13.

La fig. 5 muestra una vista de un paquete de machos, compuesto en total por cuatro machos para configurar superficies en el lado del agua. Las piezas constructivas iguales están designadas con los mismos números de referencia.

La fig. 5 aclara la configuración especialmente ventajosa de un lado trasero plano de un intercambiador de calor, en el que las conexiones para el avance de calefacción y el retorno de calefacción están configuradas en el mismo lado 14 (véase la fig. 4).

Los machos que complementan aquí adicionalmente el paquete de machos para configurar superficies en el lado del gas de combustión del intercambiador de calor a producir no se han mostrado. Unos machos correspondientes pueden llenar por ejemplo las cámaras entre las placas aquí visible y, de este modo, estar integrados en los paquetes formados.

Claims (6)

1. Procedimiento para producir un intercambiador de calor para una caldera de condensación con clases de potencia alternativas, en donde en primer lugar se prepara un molde de fundición y se equipa con machos para configurar las superficies del lado del agua y del lado del gas de combustión en intercambiadores de calor y, después de esto, se funde el molde de fundición y a continuación el intercambiador de calor fundido se desmoldea y se somete a un post-tratamiento, caracterizado porque se alinean unos junto a otros en cada caso machos (1, 1') de igual configuración que forman una unidad básica, para la configuración de las superficies en el lado del agua o en el lado del gas de combustión para formar un paquete, en donde el número de machos de un paquete de machos se elige en dependencia de la potencia deseada del intercambiador de calor a producir en cada caso, y porque el paquete de machos se inserta y se funde en el molde de fundición.

2. Paquete de machos para ejecutar el procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el paquete de machos está compuesto por machos configurados de igual forma, que presentan en cada caso un molde básico igual a una placa
rectangular (2).

3. Paquete de machos según la reivindicación 2, caracterizado porque en una región de esquina en un extremo de un borde longitudinal (4) de los dos bordes longitudinales de cada placa (2) está prevista una primera ejecución (5) en el lado del agua para un avance de calefacción (6, 6') intercambiador de calor a producir y en una región de esquina, en el extremo opuesto del mismo borde longitudinal (4) de la placa (2), está prevista una segunda ejecución (7) del lado del agua para un retorno de calefacción (8, 8').

4. Paquete de machos según la reivindicación 3, caracterizado porque las ejecuciones (5, 7) de cada macho, en el caso de machos (1, 1') ensamblados para formar un paquete de machos, están situadas en una alineación {que discurre transversalmente a las placas (2).

5. Paquete de machos según una de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque la primera ejecución (5) se combina con una configuración (9, 9') para un canal colector (10) en el lado del agua.

6. Paquete de machos según la reivindicación 5, caracterizado por una pieza de macho (11) para un órgano de inversión que se asienta delante de la salida del canal colector (10).