ES2327836T3 - Tubo intercambiador de calor. - Google Patents
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Abstract
Tubo intercambiador de calor (1) para tender enterrado, con un cuerpo tubular (2) que presenta un material polimérico base con rellenos incrustados (5, 6, 7), que están compuestos de un material con diferentes propiedades a las del material polimérico base, caracterizado porque el cuerpo tubular (2) presenta una capa interior (4) orientada hacia un espacio de paso y que tiene rellenos incrustados (7) compuestos de un material con actividad antimicrobiana.
Description
Tubo intercambiador de calor.
La invención se refiere a un tubo intercambiador
de calor para tender enterrado.
Los tubos intercambiadores de calor de este tipo
se emplean, por ejemplo, en una ventilación controlada de
habitación para conceptos de casa modernos, como casas pasivas/con
mínimo consumo energético o casas de bajo consumo energético. La
alimentación de aire fresco se realiza aquí mediante un sistema de
tubos tendido enterrado. Hasta la fecha se empleaban para ello
tubos de canal de PVC ("tubos KG") o tubos ondulados de
polietileno (PE) o polipropileno (PP). Por su técnica de
fabricación, los tubos KG presentan una estructura de poros que,
debido a las burbujas de aire encerradas, tiene un efecto de
aislamiento térmico.
El documento US 4144111 da a conocer un tubo
aislado para conducción de agua caliente. El documento US
2002/0064618 A1 indica un tubo termoconductor aislado para el
enfriamiento de superficies generadoras de calor.
Esto reduce la transmisión térmica, deseada en
la ya mencionada ventilación de habitación, entre el aire conducido
por el tubo intercambiador de calor y la temperatura de la tierra.
El PVC macizo, es decir no espumado, también tiene una
conductividad térmica específica relativamente mala. En los tubos
ondulados, debido a la estructura ondulada, se da también un efecto
de aislamiento por burbujas de aire encerradas. Los tubos
intercambiadores de calor requieren también una mejora en lo que se
refiere a otras propiedades del material, como por ejemplo su
rigidez.
En el documento JP 63194195 se da a conocer un
tubo intercambiador de calor, que está compuesto de un material
polimérico con un relleno incrustado que presenta propiedades
distintas a las del material polimérico. El documento JP 02071094
da a conocer un tubo intercambiador de calor que presenta un cuerpo
tubular de un material polimérico con una parte incluida en la
superficie, por ejemplo cobre con una gran conductividad térmica,
que tiene propiedades diferentes a las del material polimérico.
Partiendo de este estado de la técnica, el
objetivo de la presente invención es crear un tubo intercambiador
de calor con propiedades mejoradas, sin que por ello haya que
prescindir de las propiedades deseadas de los materiales de tubo ya
probados.
Este objetivo se logra según la invención
mediante un tubo intercambiador de calor con las características
indicadas en la reivindicación 1.
Según la invención se percibió que, mediante el
empleo de rellenos incrustados en un material polimérico base, es
posible ajustar una deseada combinación de las propiedades del
material polimérico base por una parte y del relleno por otra.
En particular, si el material polimérico base
requiere una mejora sólo en cuanto a una propiedad determinada, es
posible lograr una combinación deseada de propiedades de material
mediante la elección de un relleno adecuado que, en lo referente a
la propiedad del material que se ha de ajustar, difiera del material
polimérico base en la dirección deseada.
Un tubo intercambiador de calor según la
reivindicación 3 presenta una buena aptitud para el empleo en un
sistema de tubos tendido enterrado en el marco de una ventilación
controlada de habitación. El rendimiento de un intercambiador de
calor enterrado se aumenta mediante la absorción efectiva del calor
de la tierra a través del tubo intercambiador de calor.
Los rellenos según la reivindicación 4 pueden
incluirse fácilmente en un material polimérico base.
En lo que se refiere a determinadas propiedades
fundamentales del material, como por ejemplo la capacidad de
procesamiento del material, un porcentaje en volumen de material de
relleno según la reivindicación 5 tiene una pequeña influencia en
las propiedades del material polimérico base. En cambio, en lo que
se refiere a otras propiedades, un porcentaje en volumen de
material de relleno tal permite influir de forma selectiva en las
mismas.
Los rellenos según la reivindicación 6 facilitan
el tendido recto de los tubos intercambiadores de calor en una
zanja con pendientes planas uniformes. De este modo puede evitarse
la formación, dentro del sistema de tubos, de volúmenes muertos en
los que se forme agua de condensación al enfriarse el aire exterior
caliente-húmedo dentro de, por ejemplo, un
intercambiador de calor enterrado frío. Así se impiden la formación
de un número elevado de gérmenes y las molestias causadas por malos
olores. Al mismo tiempo, el empleo de tales rellenos con una
rigidez elevada permite aumentar la rigidez anular del tubo
intercambiador de calor. Esto impide que, si las condiciones del
terreno son desfavorables,
por ejemplo en suelos glutinosos, se produzcan grandes deformaciones del tubo intercambiador de calor.
por ejemplo en suelos glutinosos, se produzcan grandes deformaciones del tubo intercambiador de calor.
Si el tubo intercambiador de calor se hace
funcionar con un gas, un cuerpo tubular con una capa interior según
la reivindicación 7 impide la adhesión electrostática de, por
ejemplo, partículas de suciedad, lo que evita el gasto de limpieza
del tubo intercambiador de calor. Al mismo tiempo se evita que en
tales casos la parte interior del tubo permita la formación de un
medio nutritivo para gérmenes, bacterias y hongos.
Los rellenos según la reivindicación 8 han
resultado ser particularmente adecuados para aumentar la
conductividad eléctrica o reducir la resistencia superficial en la
capa interior. De este modo puede lograrse una reducción de la
resistencia superficial de entre tres y nueve órdenes de magnitud,
por ejemplo de 2,5 x 10^{13} ohmios a 2,5 x 10^{4} ohmios. Como
alternativa o adicionalmente, la conductividad de la capa interior
puede mejorarse también mediante la adición de aditivos
antiestáticos en sí ya conocidos.
Una capa interior según la reivindicación 9
puede aplicarse uniformemente en el tubo intercambiador de calor,
con una proporción exactamente prefijada de material de relleno.
Mediante un relleno o agente activo según la
reivindicación 1 es posible reducir el número de gérmenes, por
ejemplo de bacterias, hongos, levaduras o algas, en hasta un 90%,
pero al menos en un 20 a un 50%. El aditivo antimicrobiano permite
mejorar la higiene del fluido que fluye a través del cuerpo hueco.
El fluido que pasa no recibe olores, cambios de color ni gérmenes
no deseados.
Las proporciones en masa según la reivindicación
2 han resultado particularmente eficientes para lograr la actividad
antimicrobiana deseada.
A continuación se explica más detalladamente por
medio del dibujo un ejemplo de realización de la invención. La
única figura muestra un tubo intercambiador de calor representado
interrumpido y parcialmente cortado, con dos detalles
ampliados.
El tubo intercambiador de calor 1 presenta un
cuerpo tubular 2 en forma de cilindro hueco. Éste comprende una
pared tubular 3 con una capa interior 4.
La pared tubular 3 está fabricada en un material
polimérico. La base de este material polimérico es polipropileno
(PP). Incluidos en este material polimérico base se hallan unos
rellenos 5, que están compuestos de un material que presenta
propiedades diferentes a las del material polimérico base.
Una primera parte del relleno comprende unos
rellenos 5 que presentan una conductividad térmica elevada respecto
del polipropileno. El polipropileno normal, sin rellenar, tiene una
conductividad térmica específica de 0,22 W/m K. Gracias a la
adición de los rellenos de conductividad térmica elevada, se logra
una conductividad térmica específica de, por ejemplo, hasta 0,75
W/m K, lo que corresponde a un 240% de aumento de la conductividad
específica. Para aumentar la conductividad térmica puede emplearse
también una serie de rellenos 5 diferentes combinados. En el caso
del tubo intercambiador de calor 1, el relleno inorgánico es creta.
Como alternativa o adicionalmente, pueden utilizarse como rellenos
inorgánicos 5 para aumentar la conductividad térmica específica
talco, vidrio, wollastonita, silicato, cuarzo, mica, esquisto,
caolín u otros rellenos inorgánicos adecuados. En el caso del tubo
intercambiador de calor 1, el relleno 5 tiene una proporción en
volumen del 25%. También son posibles otras cantidades dentro de un
rango de proporción en volumen de un 5 a un 40%, preferentemente un
15 a un 30%. Con una proporción en volumen añadida del 25% de
relleno 5 se logra, en el tubo intercambiador de calor 1, una
conductividad térmica específica de alrededor de 0,4 W/m K.
Al mismo tiempo, mediante el relleno 5
incrustado en la pared tubular 3 se logra una rigidez elevada del
cuerpo tubular 2 respecto del polipropileno como material
polimérico base. Ésta puede aumentarse en hasta un 300%, respecto
de la que tendría el material polimérico base desprovisto de
relleno, dependiendo del relleno 5 incrustado, en particular un
relleno inorgánico de la lista de antes relacionada.
La capa interior 4 está fabricada también en un
material polimérico. También en este caso el material polimérico
base es polipropileno.
La capa interior 4 tiene incrustados unos
rellenos 6 de un material con una conductividad eléctrica elevada
respecto del material polimérico base. Como tales rellenos 6
resultan especialmente adecuados el negro de humo o el grafito.
La capa interior 4 se aplica sobre la pared
tubular 3 mediante un procedimiento de coextrusión en sí conocido.
Gracias a la inclusión en la capa interior 4 de los rellenos 6 con
una conductividad eléctrica elevada respecto del material
polimérico base, la resistencia superficial de la capa interior 4 se
reduce de 2,5 x 10^{13} ohmios a 2,5 x 10^{4} ohmios.
Puede lograrse una reducción de la resistencia
superficial de entre tres y nueve órdenes de magnitud, dependiendo
de la cantidad añadida de relleno 6 con una conductividad elevada
respecto del material polimérico base.
Además del relleno 6 con una conductividad
eléctrica elevada respecto del material polimérico base, la capa
interior 4 presenta un relleno incrustado 7 adicional, que está
compuesto de un material con actividad antimicrobiana. En el caso
del tubo intercambiador de calor 1 se emplean como relleno
antimicrobiano 7, por ejemplo, iones de plata. Como alternativa o
adicionalmente, pueden emplearse también iones de cinc, cadmio,
arsénico y/o cobre. En el tubo intercambiador de calor 1, la
adición de relleno antimicrobiano 7 se realiza con una proporción
en peso del 1%. Como alternativa pueden emplearse también
proporciones en masa entre un 0,1 y un 10%.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citada por el
solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando
parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las
referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden
excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad
a este respecto.
- \bullet US 4144111 A [0003]
- \bullet JP 63194195 B [0005]
- \bullet US 20020064618 Al [0003]
- \bullet JP 02071094 A [0005]
Claims (9)
1. Tubo intercambiador de calor (1) para tender
enterrado, con un cuerpo tubular (2) que presenta un material
polimérico base con rellenos incrustados (5, 6, 7), que están
compuestos de un material con diferentes propiedades a las del
material polimérico base, caracterizado porque el cuerpo
tubular (2) presenta una capa interior (4) orientada hacia un
espacio de paso y que tiene rellenos incrustados (7) compuestos de
un material con actividad antimicrobiana.
2. Tubo intercambiador de calor según la
reivindicación 1, caracterizado porque los rellenos (7)
contienen iones de plata, cinc, cadmio, arsénico o cobre,
existiendo dentro de la capa interior (4) en particular una
proporción en peso comprendida entre un 0,1 y un 10%.
3. Tubo intercambiador de calor según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los rellenos (5)
presentan una conductividad térmica elevada respecto del material
polimérico base.
4. Tubo intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los rellenos
(5) están formados, al menos parcialmente, por rellenos inorgánicos,
en particular creta, talco, vidrio, wollastonita, silicato, cuarzo,
mica, esquisto, caolín.
5. Tubo intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por una proporción en
volumen de los rellenos (5) con relación al material polimérico base
de un 5 a un 40%, preferentemente un 15 a un 30%.
6. Tubo intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la matriz
polimérica reforzada con rellenos (5) presenta una rigidez elevada
respecto del material polimérico base.
7. Tubo intercambiador de calor según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el cuerpo
tubular (2) presenta una capa interior (4) orientada hacia un
espacio de paso y que tiene rellenos incrustados (6) compuestos de
un material con una conductividad eléctrica elevada respecto del
material polimérico base.
8. Tubo intercambiador de calor según la
reivindicación 7, caracterizado porque los rellenos (6) están
compuestos, al menos parcialmente, de negro de humo o grafito.
9. Tubo intercambiador de calor según la
reivindicación 7 u 8, caracterizado por una capa interior (4)
coextruida respecto al otro cuerpo tubular (2).
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