ES2329656T3 - Sistema para la reutilizacion de aguas grises. - Google Patents

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Abstract

Instalación para la reutilización de agua usada, con un tanque de agua usada (1), hacia el cual es conducido el agua usada y del que es tomada este agua, un dispositivo de circulación para generar un flujo circulante en el tanque de agua usada (1), al menos un intercambiador de calor (7, 9, 11, 12, 17) expuesto a este agua usada, y presentando para el agua usada una superficie de intercambio (8, 10) plana, sin despullas y no perturbando el flujo circulante en el tanque de agua usada (1), caracterizada por el hecho de que al menos un intercambiador de calor (7, 17) está dispuesto directamente encima del dispositivo de circulación, de tal manera que el agua puesta en movimiento corre a lo largo de las dos superficies laterales opuestas (8) del intercambiador de calor (7, 17).

Description

Sistema para la reutilización de aguas grises.
Es sabido desde hace mucho tiempo que se puede aprovechar el agua ligeramente sucia para el uso doméstico. Es muy posible reutilizar este agua para determinados objetivos, para reducir el consumo de agua potable. Puesto que el agua ligeramente sucia en muchos casos es agua caliente, es también posible aprovechar el calor aún existente en este agua.
Ya se conoce una instalación para la recuperación de calor de aguas residuales y su reutilización para la descarga de la cisterna del inodoro (DE 2908679). En este caso se usa un intercambiador de calor en forma de un tubo curvado helicoidal para la recuperación de calor. Este intercambiador de calor es utilizado en el tanque de agua usada. El intercambiador de calor es atravesado por agua potable u otro agua que debe ser calentada. Puesto que el agua usada presenta un cierto grado de suciedad, el tubo curvado helicoidal tiende a ensuciarse, lo que favorece por una parte la formación de gérmenes en el tanque de agua usada y por otra parte empeora las características de intercambio del intercambiador de calor.
En otra instalación de este tipo (AT 397114) están conectados en serie dos intercambiadores de calor. También aquí se usan tubos curvados helicoidales atravesados por el flujo de agua, de modo que el problema del ensuciamiento del intercambiador de calor también se presenta igualmente en el tanque de agua usada.
En otra instalación de agua usada para usar varias veces agua potable (DE 19606577) se incorpora igualmente un intercambiador de calor en forma de un tubo curvado helicoidal en un tanque de agua usada.
Ya se conoce un dispositivo para la recuperación de calor de aguas residuales usadas (DE 4337744), en el cual el fluido entra desde arriba en un colector. En el mismo está dispuesta una pared conductora cónica que lleva un dispositivo tubular del intercambiador de calor. El colector no contiene dispositivo de circulación alguno.
Además es conocido un intercambiador de calor para transmitir calor de aguas residuales (EP 174554), en el cual unas placas planas del intercambiador de calor se encuentran verticales en un receptáculo. En el lado inferior existe un dispositivo de circulación que agita el agua en el receptáculo.
La utilización de dichos tubos del intercambiador de calor parte de la idea de la disponibilidad de una superficie lo más grande posible entre el agua usada caliente y el agua potable fría y de que el período, durante el cual el calor actúa sobre el agua fría, debe ser lo más grande posible. Por lo tanto se prolonga el tiempo de permanencia del agua potable fría debido a un tubo largo.
La invención se basa en la tarea de crear una posibilidad de aprovechar el agua usada, en la cual se reduzca el riesgo de ensuciamiento en el tanque de agua usada.
Para la solución de esta tarea la invención propone una instalación con las características citadas en la reivindicación 1. Los perfeccionamientos de la invención son objeto de reivindicaciones secundarias.
Contrariamente al estado de la técnica, un intercambiador de calor por lo tanto está dispuesto en el tanque de agua usada estando expuesto por ello mejor al calor del agua usada, de modo que el agua usada circule en el tanque. De este modo el agua fluye en el tanque continuamente sobre la superficie del intercambiador de calor, para permitir de esta manera un intercambio de calor mejor.
Por lo tanto ya no es necesario configurar los intercambiadores de calor de manera que estén realizados como tubos en forma de espiral o helicoidal. Con ello se reduce la posibilidad de que se sedimenten las suciedades en el tanque de agua usada, que pueden dar lugar a un empeoramiento de las características del intercambiador de calor de la instalación.
En un perfeccionamiento de la invención por lo tanto está previsto que el intercambiador de calor presente una superficie plana, sin despullas en dirección de flujo para el agua usada para que no perturbe el flujo en el tanque de agua usada. Se puede tratar por ejemplo de una superficie plana o también cilíndrica, que forme por lo tanto una superficie relativamente grande, en la que el agua pueda fluir en un flujo no perturbado en el tanque de agua usada. También, cuando la superficie total del intercambiador de calor, que está asignada al agua usada, se hace más pequeña, se logra un buen aprovechamiento del calor por el pasaje continuo del agua caliente. Es posible aumentar más la superficie siendo la superficie de intercambio ondulada o nervada, por lo cual la dirección longitudinal de los nervios u ondas discurre desde abajo hacia arriba, es decir en dirección de la corriente del agua. Gracias a este agrandamiento de la superficie se logra una transmisión térmica aún mejor entre el calor del agua usada y el interior del intercambiador de calor.
Según la invención puede preverse en un perfeccionamiento disponer centralmente un intercambiador de calor en el tanque de agua usada. Por ejemplo puede preverse un dispositivo central en forma de un disco plano eventualmente en forma de paralelepípedo, que se dispone en un plano vertical. En ambos lados, el flujo de agua puede pasar por ejemplo desde abajo hacia arriba.
Es igualmente posible, y lo propone la invención, que se disponga al menos un intercambiador de calor en la pared del tanque de agua usada. En el caso de que el tanque de agua usada sea un receptáculo en forma de paralelepípedo, los intercambiadores de calor pueden estar dispuestos por ejemplo en todas las paredes exteriores. Según el tipo de intercambiador de calor, este puede ser dispuesto directamente delante de la pared del tanque de agua usada, cuando se trate por ejemplo de un intercambiador de calor atravesado por el flujo de agua o de otro refrigerante.
Es sin embargo igualmente posible, y está dentro del marco de la invención, que una parte de la pared del tanque de agua usada forme la superficie de un intercambiador de calor, que emite entonces su calor al lado exterior del tanque de agua usada, por ejemplo a una circulación de aire. Cuando el intercambiador de calor es dispuesto completamente en el interior del tanque, por ejemplo también directamente delante de la pared, entonces es razonable aislar térmicamente las paredes del tanque de agua usada.
En tanques de agua usada que sirven para reciclar y reservar agua usada para su reutilización como aguas grises, es conocido prever un dispositivo de circulación para el agua usada, que sirve para ventilar el agua usada. Existe por ejemplo la posibilidad de suministrar aire en un punto inferior del tanque de agua usada, que sirve para un arremolinamiento y la generación de un flujo en el tanque de agua usada. Es por lo tanto posible configurar un tal dispositivo de ventilación de tal manera que provoque por una parte una ventilación del agua usada y produzca por otra parte un flujo apropiado, para pasar el agua usada por las superficies del intercambiador de calor. Dichos dispositivos de circulación son conocidos igualmente para poner en circulación por el agua usada los flotadores provistos de bacterias. Aquí se crea por lo tanto la posibilidad de utilizar un dispositivo existente para mejorar simultáneamente también las características del intercambiador de calor.
La invención propone utilizar flotadores especiales, es decir relativamente duros. Mientras que en el procedimiento conocido los flotadores no tienen otra misión que crear soportes para bacterias, estos reciben en este caso una misión adicional. Ellos deben servir para eliminar suciedades al pasar sobre superficies del intercambiador de calor expuestas a la corriente de agua. Por lo tanto es razonable, según la teoría de la invención, utilizar en este caso flotadores duros dotados eventualmente de cantos, que incluso pueden realizar una limpieza de la superficie.
Se deducirán otras características, detalles y ventajas de la invención de la siguiente descripción de dos formas de realización preferidas de la invención así como con ayuda del dibujo. Aquí ilustran:
Figura 1 esquemáticamente la disposición de una primera instalación para aprovechar el calor residual del agua usada;
Figura 2 igualmente esquemáticamente una segunda instalación para aprovechar el calor de agua usada.
La Figura 1 muestra de manera muy simplificada un tanque de agua usada 1 en forma de un receptáculo de forma paralelepípeda. El receptáculo contiene cuatro paredes laterales 2, un fondo 3 y una tapa 4. Todas las paredes del tanque 1 son térmicamente aisladas. En el tanque penetra, a través de las tuberías no representadas, el agua usada que proviene por ejemplo de una bañera, un plato de ducha, un lavabo, posiblemente también de una lavadora. Los dispositivos para alimentar, descargar y evacuar el tanque de agua usada 1 no están representados, puesto que son conocidos en sí.
En el tanque de agua usada 1, en la zona directamente encima del fondo 3, está dispuesto un tubo 5 que se extiende horizontalmente, es decir verticalmente al plano del dibujo. El tubo está comunicado con una fuente de aire comprimido en el exterior del tanque. Aquel atraviesa una pared del tanque de agua usada en al menos un punto, eventualmente también en dos puntos.
El tubo 5 presenta, en la zona de la mitad superior de su circunferencia, una multitud de orificios, a través de los cuales sale el aire para ventilar el agua usada, lo que está señalado mediante las flechas 6 en el dibujo. Por la entrada del aire, el agua usada entra en un flujo de circulación que hace fluir el agua directamente por encima del tubo 5 hacia arriba, de modo que fluya en las paredes laterales 2 de nuevo hacia abajo. Este flujo es producido por el dispositivo de ventilación y está destinado a circular y ventilar el agua en sí. Estas medidas están pensadas para la reutilización del agua usada.
Directamente encima del tubo 5, a una cierta distancia del mismo, está dispuesto un primer intercambiador de calor 7 que presenta la forma de un disco plano eventualmente de forma paralelepípeda. El disco del intercambiador de calor 7 se extiende por encima del tubo, es decir en un plano vertical, precisamente desde la parte frontal en dirección al lado trasero del tanque de agua usada. El agua puesta en movimiento por la ventilación pasa por lo tanto por ambas superficies laterales opuestas 8 del intercambiador de calor 7. Durante este tiempo el agua puede emitir su calor al refrigerante existente en el interior del intercambiador de calor 7, por ejemplo agua del grifo, refrigerantes o aire ambiental. A causa de la superficie plana y lisa del intercambiador de calor 7 no existe riesgo alguno de un ensuciamiento de esta superficie.
Cuando el agua ha fluido hacia arriba, se da lugar a que fluya de nuevo hacia abajo en la zona de las dos paredes laterales 2 a causa de la circulación. Este agua también sigue estando caliente. Delante de las dos paredes laterales 2 representadas está dispuesto por lo tanto respectivamente otro intercambiador de calor 9 que presenta igualmente una superficie de intercambiador de calor 10 expuesta al agua usada. También esta superficie 10 es plana y lisa, por lo que tampoco ofrece la posibilidad de ensuciamiento. El agua puesta en movimiento por el dispositivo de ventilación forma en ambos lados del intercambiador de calor central 7 una especie de cilindro, de modo que pase continuamente por las superficies del intercambiador de calor 8, 10.
Ahora pasamos a la figura 2. Aquí está representado igualmente muy simplificado un tanque de agua usada 1, estando dispuesto un tubo de ventilación 5 por encima de su fondo 3. En la zona de las dos paredes laterales 2 opuestas están dispuestos unos intercambiadores de calor 11, 12. En el lado izquierdo hay un intercambiador de calor 11 que posee una superficie de intercambiador de calor que pasa a través de la pared lateral 2 en el lado interior. En el lado exterior de la correspondiente pared lateral 2 el intercambiador de calor 11 presenta una multitud de nervios 14 que están dispuestos en el interior de un canal para pasar el aire. A causa de la multitud de nervios 14 aumenta la superficie de intercambio de calor entre el intercambiador de calor y el aire circulante en el canal 15.
En el lado derecho en la figura 2 la pared lateral 2 forma directamente la superficie del intercambiador de calor 12 existente, que presenta igualmente una multitud de nervios 14 en el lado dispuesto en el exterior del tanque de agua usada.
En el centro del tanque de agua usada 1 a su vez está dispuesto un intercambiador de calor 17 que presenta aproximadamente la misma función que el intercambiador de calor 7 de la figura 1. Aquel pasa en este caso a través de la parte superior del tanque al interior de una cámara de intercambio 18, donde sus dos lados están provistos de una multitud de nervios 14. A través de la cámara de intercambio 18 fluye el aire introducido por ejemplo desde la izquierda a través de un canal y sale de nuevo hacia la derecha al exterior. Aquí por lo tanto tiene lugar un calentamiento de aire, por ejemplo para calentar espacios, mientras que en la instalación de la figura 1 se calienta un refrigerante, por ejemplo agua del grifo que puede ser utilizada como agua de ducha. Los intercambiadores de calor según la figura 2 pueden ser conectados naturalmente bien en un sistema de aire o en un sistema de fluido para la utilización ulterior de la energía.
Naturalmente en las dos instalaciones se reutiliza el agua usada misma, sin que esto se represente con más detalle, por ejemplo para una descarga de la cisterna del inodoro. Para ello sin embargo no tiene que ser caliente.
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Documentos citados en la descripción
Esta lista de documentos citados por el solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información del lector y no forma parte del documento de patente europea. La misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u omisiones.
Documentos de patente citados en la descripción
\bullet DE 2908679 [0002]
\bullet AT 397114 [0003]
\bullet DE 19606577 [0004]
\bullet DE 4337744 [0005]
\bullet EP 174554 A [0006]

Claims (9)

1. Instalación para la reutilización de agua usada, con un tanque de agua usada (1), hacia el cual es conducido el agua usada y del que es tomada este agua, un dispositivo de circulación para generar un flujo circulante en el tanque de agua usada (1), al menos un intercambiador de calor (7, 9, 11, 12, 17) expuesto a este agua usada, y presentando para el agua usada una superficie de intercambio (8, 10) plana, sin despullas y no perturbando el flujo circulante en el tanque de agua usada (1), caracterizada por el hecho de que al menos un intercambiador de calor (7, 17) está dispuesto directamente encima del dispositivo de circulación, de tal manera que el agua puesta en movimiento corre a lo largo de las dos superficies laterales opuestas (8) del intercambiador de calor (7, 17).
2. Instalación según la reivindicación 1, en la que al menos un intercambiador de calor (7, 17) está dispuesto en el tanque de agua usada (1), preferiblemente de manera central y simétrica.
3. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos un intercambiador de calor adicional (9, 11, 12) está dispuesto en la pared (2) del tanque de agua usada (1).
4. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos el lado interior de una pared exterior del tanque de agua usada (1) forma una superficie de intercambio de al menos un intercambiador de calor adicional (12).
5. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el lado exterior de al menos una pared exterior (2) del tanque de agua usada (1) forma una superficie de intercambio de al menos un intercambiador de calor adicional (12).
6. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que fluye aire alrededor del lado de salida de al menos un intercambiador de calor (11, 12).
7. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que fluye agua a través del lado de salida de al menos un intercambiador de calor (7, 9, 17).
8. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que las paredes (2), el fondo (3) y la parte superior del tanque de agua usada (1) están aislados.
9. Instalación según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el dispositivo de circulación está formado por un dispositivo de ventilación.
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