ES2276567B1 - Aparato calefactor. - Google Patents
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Abstract
Aparato calefactor convector radiante que comprende al menos una cámara de contención de un fluido térmico formada por la unión de varios elementos huecos de aluminio provistos de unas aletas laterales que determinan, con la unión de los citados elementos, unas conducciones, a modo de pasajes, que atraviesan la citada cámara en dirección esencialmente vertical, por cuyos extremos inferiores penetra el aire del ambiente y por cuyos extremos superiores sale el citado aire que ha sido calentado por contacto con las paredes y aletas de la cámara o cámaras de contención, estando provisto además el aparato de un habitáculo inferior que alberga un dispositivo para la impulsión de aire a través de dichas conducciones, dispuesto por debajo de los extremos inferiores de las mismas.
Description
Aparato calefactor.
La presente invención se refiere a un aparato
calefactor convector radiante, de los que comprenden al menos una
cámara de contención para un fluido térmico susceptible de
calentarse por medio de una resistencia eléctrica.
En la actualidad se conocen aparatos
calefactores, destinados a calentar el aire ambiente de una
estancia o similar, basados en el intercambio térmico por
convección y radiación al mismo tiempo. Tales aparatos combinan las
ventajas asociadas a los ventiladores calefactores y a los
denominados radiadores de
aceite.
aceite.
Este tipo de aparatos comprenden al menos una
cámara de contención para un fluido térmico susceptible de
calentarse por medio de una resistencia eléctrica y un dispositivo
para la impulsión forzada de aire, el cual es dirigido contra la
cámara de contención para su calentamiento. Con estas
características se pretende mejorar el rendimiento de los
ventiladores calefactores, que tienen el inconveniente de no
permitir una buena uniformidad de calentamiento del ambiente y de no
tener ninguna inercia térmica pues dejan de ejercer su función
inmediatamente después de desconectar el aparato y apagarse la
resistencia eléctrica que incorporan, sacando provecho de la
inercia de los radiadores de aceite, que mantienen una producción
de calor hacia el ambiente aún cuando están desconectados debido al
calor acumulado por la masa de aceite que contienen.
Este es el caso del aparato móvil para calentar
habitaciones que se describe en el documento de patente ES 2027416,
que consiste en un radiador definido por un juego de elementos de
radiación por cuyo interior circula un fluido diatérmico superior,
que es calentado por medio de una resistencia eléctrica. Este
radiador está rígidamente soportado por un cuerpo de sostén que
alberga en su interior y en su parte inferior una unidad de
termoventilación con un ventilador y un juego de resistencias, que
aspira el aire caliente precalentado que llega libremente del juego
de elementos de radiación a fin de poder emitir aire caliente, en
una dirección sensiblemente ortogonal al radiador, a través de unas
rejillas dispuestas a tal efecto en la parte más inferior del
radiador.
No obstante, tales realizaciones no consiguen
aumentar en gran medida en intercambio térmico mediante la
ventilación forzada del aire, ya que no consiguen una buena
distribución de la corriente de aire generada en contacto con los
elementos de radiación, para que éste aire pueda robar suficiente
calor del aceite almacenado bien en la cámara de contención o en los
mencionados elementos de radiación. Además, en el caso del aparato
móvil según el documento de patente ES 2027416, se requiere la
inclusión de resistencias incandescentes para calentar el aire
impulsado por el ventilador, lo que representa un consumo
considerable de energía eléctrica en relación con su
rendimiento.
El aparato calefactor convector radiante de la
invención comprende al menos una cámara de contención de un fluido
térmico formada por la unión de varios elementos huecos de aluminio
provistos de unas aletas laterales que determinan, con la unión de
los citados elementos, unas conducciones, a modo de pasajes, que
atraviesan la citada cámara en dirección esencialmente vertical, por
cuyos extremos inferiores penetra el aire del ambiente y por cuyos
extremos superiores sale el citado aire que ha sido calentado por
contacto con las paredes y aletas de la cámara o cámaras de
contención.
En esencia, el aparato de la invención se
caracteriza porque está provisto de un habitáculo inferior que
alberga un dispositivo para la impulsión de aire a través de dichas
conducciones, dispuesto por debajo de los extremos inferiores de las
mismas.
De acuerdo con otra característica de la
invención, el habitáculo inferior está provisto de al menos una
rejilla de aspiración del aire ambiente dispuesta en la parte
posterior de dicho habitáculo y/o por debajo del mismo.
Según otra característica de la invención, el
aparato comprende una lámina o tabique de separación entre el
habitáculo inferior y la cámara de contención, provista de un paso a
través del cual fluye el aire impulsado por el dispositivo para la
impulsión de aire.
Según otra característica de la invención, las
conducciones están provistas de unos elementos deflectores
destinados a aumentar el tiempo de permanencia del aire en el
interior de las conducciones, disminuyendo su velocidad de
circulación y/o aumentando el recorrido de éste por el interior de
las conducciones.
Según un modo de realización preferido de la
invención, los citados elementos deflectores están constituidos por
chapas de sección transversal ondulada.
Según otro modo de realización preferido, los
mismos elementos deflectores están constituidos por chapas de
sección configurada en forma de línea quebrada, y preferentemente
en forma de dientes de sierra.
Según otra característica de la invención, las
chapas constitutivas de los elementos deflectores son de acero.
De acuerdo con otra característica de la
invención, las chapas constitutivas de los elementos deflectores
están dispuestas flotantes en el interior de las conducciones,
dejando un espacio de separación entre las chapas y las paredes
interiores de las conducciones para el paso, a ambos lados de cada
chapa, del aire que circula por dichas conducciones.
Según un modo de realización preferido, las
chapas constitutivas de los elementos deflectores se prolongan
esencialmente en dirección vertical desde el habitáculo inferior, al
que están unidas.
Preferentemente, el dispositivo para la
impulsión de aire está adaptado para el suministro de aire según
distintos grados de intensidad, mediante un variador de velocidad
aplicado al dispositivo para la impulsión de aire.
De acuerdo con otra característica de la
invención, el aparato comprende una sonda de temperatura que
gobierna el dispositivo para la impulsión de aire, que genera
señales de mando, función de la temperatura, que provocan la
variación automática de la velocidad de dicho dispositivo para la
impulsión de aire.
En una realización preferida, el dispositivo
para la impulsión de aire es un ventilador tangencial cuyo eje está
dispuesto esencialmente perpendicular a las conducciones, estando
provisto dicho ventilador de un variador de velocidad.
Según otra característica de la invención, el
aparato comprende al menos una resistencia eléctrica susceptible de
calentar el fluido térmico contenido en la cámara de
contención.
En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de
ejemplo no limitativo, un modo de realización del aparato
calefactor convector radiante según la invención. En dichos
dibujos:
la Fig. 1, es una vista en alzado y seccionada
del perfil de la mitad inferior de un aparato según la
invención;
la Fig. 2, es una vista en alzado y frontal del
aparato de la Fig. 1, estando los componentes interiores de la
parte más inferior del aparato representados en líneas discontinuas
y esquemáticamente;
la Fig. 3, es una vista lateral de un elemento
de los que constituyen la cámara de contención y de un cuerpo de
soporte de elementos deflectores, ambos separados; y
la Fig. 4, es una vista lateral de las partes de
la Fig.3, en posición de acoplamiento mutuo.
El aparato 1 representado en los dibujos
comprende una cámara de contención 7 que almacena un fluido térmico,
tal como por ejemplo aceite, que es calentado mediante unas
resistencias eléctricas, no representadas, de un modo
convencional.
La cámara de contención 7 está formada por la
unión de varios elementos huecos de aluminio provistos de unas
aletas laterales 15 (ver Fig. 3 y 4) que determinan, con la unión de
los citados elementos, unas conducciones 2, a modo de pasajes, que
atraviesan la citada cámara en dirección esencialmente vertical. En
condiciones normales, el aire de convección es aproximado al aparato
por efecto de chimenea a través de los extremos inferiores 3 de las
citadas conducciones 2, o pasajes, y después de haberse calentado
es entregado a la estancia a través de los extremos superiores 4
abiertos de dichas conducciones.
El aparato 1 de la invención incorpora además un
dispositivo 5 para la impulsión del aire a través de estas
conducciones 2, de manera que la circulación del aire a través de
las conducciones 2, opcionalmente, puede ser forzada si se conecta
dicho dispositivo 5 de impulsión.
En concreto, el dispositivo 5 de la realización
de ejemplo está constituido por un ventilador tangencial cuyo eje
de giro 9 está dispuesto horizontalmente y ortogonal a las
conducciones 2, y está capacitado para impulsar aire según
diferentes intensidades, mediante la inclusión de un dispositivo
selector conectado a un variador de velocidad, que regula la
velocidad de giro del citado ventilador.
Para garantizar un buen intercambio térmico
entre la superficie de la cámara de contención 7 y el aire que
circula por las conducciones 2, al menos parte de conducciones 2
están provistas, tal y como muestra la Fig. 1, de unos elementos
deflectores 6 constituidos por ejemplo por chapas de acero cuya
sección transversal presenta una configuración de línea quebrada,
pudiendo ser sus vértices ligeramente redondeados o achaflanados
aproximándose dicho perfil al de un perfil ondulado. Naturalmente,
los elementos deflectores pueden estar constituidos de otro
material, como por ejemplo de abs.
Los elementos deflectores 6 pueden estar sujetos
a las paredes de los conductos 2 o a cualquier parte del cuerpo del
aparato 1 de modo que la prolongación de los elementos deflectores
6 a lo largo de las conducciones 2 permiten el paso del aire a
ambos lados de la chapa constitutiva de los elementos deflectores.
Así, se puede decir que dichos elementos deflectores están
dispuestos flotantes en el interior de las conducciones 2.
Preferentemente, tal y como muestran las Figs. 3
y 4, dichos elementos deflectores 6 se prolongan desde el cuerpo 14'
de un habitáculo inferior 14, no representado, destinado a albergar
el dispositivo de impulsión 5 tal y como se describirá más
adelante, de modo que pueden incorporarse los elementos deflectores,
opcionalmente, en aparatos constituidos por elementos huecos de
aluminio desprovistos originalmente de tales elementos deflectores
6. En las Figs. 3 y 4 se ha representado tan solo un elemento 7'
hueco de aluminio, de los que constituyen la cámara de contención,
para una mayor comprensión del montaje del aparato 1. En dichas
Figs. se ha representado un elemento 7' hueco y un cuerpo 14' de
soporte de los elementos deflectores 6 en una posición previa al
acoplamiento entre ambos y después de su acoplamiento,
respectivamente, en un aparato 1 como el de la invención.
Con la inclusión de estos elementos deflectores
6 se consigue, a pesar de existir una circulación forzada del aire,
aumentar el tiempo de permanencia del aire que fluye por las
conducciones 2, aumentado el intercambio térmico entre el fluido
térmico y dicho aire a través de las paredes de la cámara de
contención 7, en comparación con el tiempo de permanencia que
resultaría de impulsar el aire a través de las conducciones 2 lisas
sin la incorporación de elemento alguno en las conducciones, como es
el caso de los aparatos que forman parte del estado de la
técnica.
Con el aparato 1 de la invención se consigue,
con una misma potencia calorífica para calentar el fluido almacenado
en la cámara de contención 7 controlar el calor emitido por el
aparato variando la velocidad del ventilador 5 y con ayuda de los
deflectores 6.
En el caso de no incorporar los elementos
deflectores 6, la circulación forzada del aire a través de las
conducciones sería, en especial cuando se conecta el aparato 1,
demasiado rápida, de modo que dicho aire no podría robar calor
suficiente del fluido calefactor por lo que no aumentaría el
rendimiento del aparato 1 a pesar de aumentar la velocidad de paso
del aire por las conducciones.
Efectivamente, como es sabido, un radiador que
funciona exclusivamente con aceite necesita de un tiempo elevado
para alcanzar las condiciones de funcionamiento, desde que se activa
la resistencia eléctrica, hasta que empieza a emitir calor por
convección natural. Mediante la inclusión del ventilador 5, la
circulación del aire a través de las conducciones es más temprana,
estableciéndose antes una recirculación del aire del ambiente a
través del aparato 1. Además, mediante los elementos deflectores 6
se garantiza que el aire que circula por las conducciones 2 es
calentado convenientemente, aprovechando al máximo la potencia
calorífica del aparato 1. Con esta característica se consigue
incrementar la potencia térmica con las mismas medidas del aparato
1 a la vez que se consigue una mejor repartición del aire en el
habitáculo o estancia a calentar.
También se contempla la posibilidad de conectar
el variador de velocidad con una sonda de temperatura incorporada
al aparato 1, de modo que dicha sonda genera una señal que activa o
desactiva el ventilador automáticamente, o varía su velocidad de
giro, en función de la temperatura del aparato 1. Así, en
situaciones de arranque, cuando el aparato 1 está todavía frío, la
señal generada por la sonda de temperatura reduce la velocidad de
giro del ventilador o lo detiene, disminuyendo el flujo de aire por
las conducciones 2 e incrementándose más rápidamente la temperatura
del aparato 1. Por el contrario, cuando el aparato 1 ha alcanzado la
temperatura de trabajo óptima, la sonda genera una señal que
aumenta la velocidad de giro del ventilador, incrementándose el
flujo de aire caliente a la salida del aparato 1.
De acuerdo con la Fig. 2, el aparato 1 de la
invención está provisto de un habitáculo inferior, por debajo de
los extremos inferiores 3 abiertos de las conducciones 2, destinado
a albergar al ventilador 5, el cual aspira el aire del ambiente a
través de una rejilla 10 dispuesta preferiblemente en la parte
posterior del aparato 1 al nivel de las hélices del ventilador 5,
aunque también puede disponerse por debajo del ventilador 5. Como
elemento separador entre el habitáculo que alberga el ventilador 5
y la parte del aparato 1 que comprende la cámara o cámaras de
contención 7, el aparato incorpora una lámina de separación 11 (ver
Fig. 1) provista de al menos un paso 12 a través del cual fluye el
aire impulsado por el ventilador 5 y se canaliza hasta el extremo
inferior 3 de las conducciones 2. De igual modo, el ventilador 5
está provisto de una carcasa envolvente 13, a modo de cámara de
impulsión, adaptada para recoger el aire aspirado y a direccionarlo
hasta el mencionado paso 12, a través del cual se insertará en las
conducciones 2.
Claims (13)
1. Aparato (1) calefactor convector radiante que
comprende al menos una cámara de contención (7) de un fluido
térmico formada por la unión de varios elementos huecos de aluminio
provistos de unas aletas laterales que determinan, con la unión de
los citados elementos, unas conducciones (2), a modo de pasajes, que
atraviesan la citada cámara en dirección esencialmente vertical,
por cuyos extremos inferiores (3) penetra el aire del ambiente y
por cuyos extremos superiores (4) sale el citado aire que ha sido
calentado por contacto con las paredes y aletas de la cámara o
cámaras de contención, caracterizado porque está provisto de
un habitáculo inferior (14) que alberga un dispositivo (5) para la
impulsión de aire a través de dichas conducciones, dispuesto por
debajo de los extremos inferiores de las mismas.
2. Aparato (1) según la reivindicación 1,
caracterizado porque el habitáculo inferior (14) está
provisto de al menos una rejilla (10) de aspiración del aire
ambiente dispuesta en la parte posterior de dicho habitáculo y/o por
debajo del mismo.
3. Aparato (1) según las reivindicaciones 1 o 2,
caracterizado porque comprende una lámina o tabique de
separación (11) entre el habitáculo inferior (14) y la cámara de
contención (7), provista de al menos un paso (12) a través del cual
fluye el aire impulsado por el dispositivo (5) para la impulsión de
aire.
4. Aparato (1) según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque las conducciones (2) están
provistas de unos elementos deflectores (6) destinados a aumentar
el tiempo de permanencia del aire en el interior de las
conducciones, disminuyendo su velocidad de circulación y/o
aumentando el recorrido de éste por el interior de las
conducciones.
5. Aparato (1) según la reivindicación 4,
caracterizado porque los elementos deflectores (6) están
constituidos por chapas de sección transversal ondulada.
6. Aparato (1) según la reivindicación 4,
caracterizado porque los elementos deflectores (6) están
constituidos por chapas de sección transversal configurada en forma
de línea quebrada, y preferentemente en forma de dientes de
sierra.
7. Aparato (1) según la reivindicación 6,
caracterizado porque las chapas constitutivas de los
elementos deflectores (6) son de acero.
8. Aparato (1) según la reivindicación 4,
caracterizado porque las chapas constitutivas de los
elementos deflectores (6) están dispuestas flotantes en el interior
de las conducciones (2), dejando un espacio de separación entre las
chapas y las paredes interiores (8) de las conducciones para el
paso, a ambos lados de cada chapa, del aire que circula por dichas
conducciones.
9. Aparato (1) según la reivindicación 4,
caracterizado porque las chapas constitutivas de los
elementos deflectores (6) se prolongan esencialmente en dirección
vertical desde el habitáculo inferior (14), al que están unidas.
10. Aparato (1) según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque el
dispositivo (5) para la impulsión de aire está adaptado para el
suministro de aire según distintos grados de intensidad.
11. Aparato (1) según la reivindicación 10,
caracterizado porque comprende una sonda de temperatura que
gobierna el dispositivo (5) para la impulsión de aire, que genera
señales de mando, función de la temperatura, que provocan la
variación automática de la velocidad de dicho dispositivo para la
impulsión de aire.
12. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque el
dispositivo (5) para la impulsión de aire es un ventilador
tangencial cuyo eje (9) está dispuesto esencialmente perpendicular
a las conducciones (2), estando provisto dicho ventilador de un
variador de velocidad.
13. Aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende al
menos una resistencia eléctrica susceptible de calentar el fluido
térmico contenido en la cámara de contención (7).
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