ES2633804T3

ES2633804T3 - Método de fabricación de un conjunto de celdas de intercambio térmico y conjunto de celdas de intercambio térmico obtenido de este modo

Info

Publication number: ES2633804T3
Application number: ES15715841.1T
Authority: ES
Inventors: Rocco Giannoni
Original assignee: CONDEVO SpA
Current assignee: CONDEVO SpA
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2017-09-25
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: KR20160138466A; US9909779B2; UA117858C2; EP2984414A1; CN107076459A; RU2016139971A; US20170074546A1; KR101821328B1; JP6482641B2; RU2677438C2; WO2015140713A1; JP2017515089A; PL2984414T3; EP2984414B1; RU2016139971A3; CN107076459B

Abstract

Método de fabricación de un conjunto de celdas de intercambio térmico (1a-1d) que tiene una energía térmica que se encuentra dentro de un intervalo predeterminado de valores mínimos y máximos, comprendiendo cada celda de intercambio térmico (1a-1d) un intercambiador térmico (2) montado en una respectiva carcasa de contención (5), en donde el método comprende las etapas de: a) proporcionar una única carcasa de contención (5) de una pluralidad de celdas de intercambio térmico (1a-1d) del conjunto, teniendo dicha carcasa (5) una extensión axial constante a medida que varía la energía térmica de la celda (1a-1d) dentro de dicho intervalo de valores de energía térmica e igual a la extensión axial de la celda que tiene la mínima energía térmica dentro de dicho intervalo de valores de energía térmica; b) proporcionar una pluralidad de intercambiadores térmicos de forma helicoidal (2) teniendo cada uno una energía térmica que se encuentra dentro de dicho intervalo de valores mínimos y máximos y comprendiendo cada uno al menos un conducto tubular (3) para el flujo de un primer fluido de transferencia térmica en espiral alrededor del eje longitudinal (X-X) de la hélice según una pluralidad de serpentines; c) montar dentro de dicha única carcasa de contención (5) un intercambiador térmico de forma helicoidal (2) que tiene una energía térmica preseleccionada de dicha pluralidad de intercambiadores térmicos (2) del conjunto; en donde dicha pluralidad de intercambiadores térmicos (2) del conjunto tienen una extensión axial y un diámetro interno que son sustancialmente constantes a medida que varía la energía térmica de los intercambiadores térmicos dentro de dicho intervalo de valores de energía térmica del conjunto para definir, de manera coaxial e interna con respecto al intercambiador térmico (2), una zona de alimentación (7) de un segundo fluido de transferencia térmica que tiene dimensiones sustancialmente constantes tanto a lo largo de la dirección axial como a lo largo de la dirección radial a medida que varía la energía térmica; y en donde al menos un conducto tubular (3) de dicha pluralidad de intercambiadores térmicos de forma helicoidal (2) tiene una extensión radial de los serpentines que, al variar la energía térmica del intercambiador térmico (2), varía de manera correspondiente para mantener sustancialmente constante la extensión axial y el diámetro interno de dicha pluralidad de intercambiadores térmicos de forma helicoidal (2) a medida que varía su energía térmica dentro de dicho intervalo de valores de energía térmica del conjunto e igual a la extensión axial del intercambiador térmico (2) que tiene la mínima energía térmica dentro de dicho intervalo de valores de energía térmica del conjunto.

Description

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DESCRIPCION

Metodo de fabricacion de un conjunto de celdas de intercambio termico y conjunto de celdas de intercambio termico obtenido de este modo

Antecedentes de la invencion

La presente invencion se refiere a un metodo de fabricacion de un conjunto de celdas de intercambio termico que tiene una energla termica que se encuentra dentro de un intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos.

En particular, la invencion se refiere a un metodo de fabricacion de un conjunto de celdas de intercambio termico en el que cada celda comprende al menos un intercambiador termico montado en una carcasa de contencion respectiva, conjunto de celdas que tiene un uso preferido, aunque no exclusivo, en aparatos de calentamiento de agua, en sistemas de calentamiento o climatizacion, tanto para uso domestico como para uso en complejos de viviendas, areas industriales o areas comerciales.

La invencion tambien se refiere a un conjunto de celdas de intercambio termico del tipo indicado anteriormente y obtenible mediante el metodo anterior.

En la siguiente descripcion y en las reivindicaciones adjuntas, la expresion: «celda de intercambio termico» se usa para indicar una unidad, preferentemente de tipo modular, que comprende al menos un intercambiador termico montado en una carcasa de contencion respectiva y configurado para llevar a cabo un intercambio termico entre un primer fluido de transferencia termica que circula dentro del intercambiador termico y un segundo fluido de transferencia termica que fluye en la carcasa de contencion de manera externa al propio intercambiador termico.

Tecnica relacionada

En el campo de las celdas de intercambio termico y, en particular, para aparatos de calentamiento de agua o para sistemas de calentamiento o climatizacion, una de las principales necesidades en la actualidad es la de proporcionar al fabricante de tales aparatos o sistemas un conjunto de energlas termicas tan amplio como sea posible que sea, por un lado, capaz de satisfacer las diferentes necesidades de los usuarios y, por otro lado, que tenga dimensiones reducidas de manera extrema.

En la actualidad, las celdas de intercambio termico particularmente apreciadas por sus caracterlsticas de compacidad, peso y coste competitivo, son las equipadas con un intercambiador termico en forma helicoidal alojado en una carcasa de contencion respectiva.

En particular, tal intercambiador termico en forma helicoidal comprende al menos un conducto tubular enrollado alrededor de un eje longitudinal de la helice segun una pluralidad de serpentines que tienen una seccion transversal de un valor determinado segun la energla termica deseada.

Los serpentines de tal conducto tubular pueden tener una seccion transversal plana, tal como, por ejemplo, se describe en la solicitud de patente internacional WO 94/16272 en el nombre de Le Mer o en la solicitud de patente europea EP 0 745 813 en el nombre de Viessmann Werke, o una seccion transversal circular, tal como, por ejemplo, se describe en las solicitudes de patente internacional WO 2005/080900 y WO 2012/156954 en el nombre de Cosmogas.

En ambos casos, una practica comun para los fabricantes de estas celdas de intercambio termico es fabricar cada celda de intercambio termico del conjunto montando en una carcasa de contencion dedicada respectiva uno o mas intercambiadores termicos de forma helicoidal que tienen un numero predefinido de serpentines proporcionales a la energla termica deseada que se encuentra dentro del intervalo de valores mlnimos y maximos del conjunto.

Dentro del marco de la configuracion de celdas de intercambio termico en el que los serpentines del conducto tubular del intercambiador en forma helicoidal tienen una seccion transversal plana, tambien se conoce, tal como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente estadounidense n.° 2007/0209606, la division del intercambiador termico por medio de un elemento de division interno en una parte frontal y una parte trasera, respectivamente corriente atras y corriente adelante del elemento de division con respecto a la direccion de flujo del segundo fluido de transferencia termica.

En una realizacion, mostrada en la Figura 9 del documento US 2007/0209606 y con el fin de aumentar la eficacia de intercambio termico, la extension radial de los serpentines de la parte trasera del intercambiador termico (envueltos por un flujo de gas (segundo fluido de transferencia termica) que tiene una temperatura mas baja) es mayor que la extension radial de los serpentines de la parte frontal.

Dentro del marco de la configuracion de celdas de intercambio termico mencionado anteriormente en el que los serpentines del conducto tubular del intercambiador en forma helicoidal tienen una seccion transversal plana,

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tambien se conoce, tal como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente japonesa JP 2005-321172, el aumento de la eficacia del intercambio termico mediante el aumento de la extension radial de los serpentines de la parte inferior del intercambiador termico ya sea paso a paso (tal como se conoce en la Figura 17(a)) o gradualmente (tal como se muestra en la Figura 17(b)).

Sumario de la invencion

El solicitante ha observado que operando tal como se sugiere en los documentos de la tecnica anterior mencionados anteriormente, la fabricacion de un conjunto de celdas de intercambio termico, que tienen una energla termica que se encuentra dentro de un intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos, tiene algunos inconvenientes para los que aun no se ha proporcionado una solucion adecuada.

Un primer inconveniente se refiere al hecho de que, a medida que aumenta la energla termica de la celda, aumenta tambien el numero de serpentines del intercambiador termico y, junto con el mismo, la extension a lo largo de la direccion axial al menos del intercambiador termico en paralelo al eje longitudinal de la helice.

En el caso de las celdas descritas en la solicitud de patente internacional WO 94/16272 o en la solicitud de patente europea EP 0 745 813, tal aumento de la extension a lo largo de la direccion axial del intercambiador termico, sin embargo, implica un aumento de la extension axial de la carcasa de la celda en la que se aloja el intercambiador termico ya que la energla termica de la celda varla dentro del intervalo de valores mlnimos y maximos de la energla termica del conjunto de celdas.

Al operar de esta manera, en concreto, al elaborar un conjunto de celdas de intercambio termico proporcionando para cada valor seleccionado de energla termica un intercambiador termico dedicado que tenga una extension axial apropiada, alojado en una carcasa de contention igualmente dedicada y que tenga dimensiones tales como para acomodar el numero necesario de serpentines del intercambiador termico, se deduce que el conjunto de celdas de intercambio termico obtenido de este modo comprende necesariamente un numero relativamente alto de celdas que tienen diferentes tamanos globales, especialmente a lo largo de la direccion axial, con todas las consecuencias negativas que se derivan de los mismos.

En primer lugar, tal conjunto de celdas de intercambio termico requiere fabricar y tener de reserva un gran numero de carcasas de contencion dedicadas de diferentes tamanos, siendo cada una de ellas capaz de alojar un intercambiador termico que tenga la energla termica deseada, con las evidentes consecuencias negativas en terminos de coste y uso de espacio en el almacen.

En segundo lugar, el aumento de las dimensiones axiales de la celda de intercambio termico junto con el aumento de la energla termica, entra en conflicto con las necesidades del mercado que tienden a minimizar y unificar las dimensiones de los dispositivos de intercambio termico.

En tercer lugar, el aumento de las dimensiones axiales de la celda de intercambio termico junto con el aumento de energla obliga, en muchos casos, a complicar el circuito hidraulico del aparato o sistema en el que se monta la celda de intercambio termico para tener en cuenta la distancia interaxial diferente entre la conexion de entrada y la conexion de salida del primer fluido de transferencia termica que circula en el intercambiador termico de la celda.

En el caso de las celdas descritas en la solicitud de patente internacional WO 2012/156954, en la que es posible prever una unica carcasa de contencion, a medida que aumenta la energla termica de la celda, el aumento de extension a lo largo de la direccion axial del intercambiador termico a medida que aumenta su energla termica implica, por otro lado, que la unica carcasa de contencion mencionada anteriormente de la celda debe tener necesariamente una extension axial igual a la de la carcasa de la celda que tiene la maxima energla termica dentro del intervalo de valores de energla termica del conjunto.

Esto conduce inevitablemente tanto al uso de una carcasa que ocupa mas espacio de lo que serla deseable y que no se usa en todas aquellas celdas del conjunto que tienen una energla termica inferior a la maxima, y a un mayor coste de production del conjunto de celdas debido a la mayor cantidad de material usado para fabricar la carcasa.

El problema tecnico subyacente a la presente invencion es, por lo tanto, el de proporcionar un conjunto de celdas de intercambio termico que tenga una energla termica que se encuentre dentro de un intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos y que este, al menos parcialmente, libre de los inconvenientes anteriores y que, ya que la energla termica varla dentro del conjunto, permita, en particular:

- tener una dimension axial de la carcasa de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas de intercambio termico del conjunto;

- tener la minima dimension axial de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas del conjunto;

- estandarizar los componentes de la celda que cierran la zona de alimentation del segundo fluido de intercambio

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termico o que estan dispuestos en tal zona;

- estandarizar los elementos de soporte externos de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas de intercambio termico del conjunto que pertenece al aparato o sistema en el que se instala la unica celda del conjunto; y

- tener la minima dimension axial de los elementos de soporte externos de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas del conjunto.

Segun un primer aspecto de la misma, la invencion se refiere a un metodo, tal como se define en la reivindicacion 1 adjunta; las caracterlsticas preferidas del metodo se exponen en las reivindicaciones dependientes 2-11.

En la siguiente descripcion y en las reivindicaciones adjuntas, la expresion «energla termica» se usa para indicar la cantidad de energla transferida por unidad de tiempo en terminos de calor entre el primer fluido de transferencia termica que circula en el intercambiador termico y el segundo fluido de transferencia termica que circula externamente al mismo.

De una manera en si conocida, el conducto tubular en forma helicoidal de los intercambiadores termicos en forma helicoidal del conjunto define coaxial e internamente con respecto al intercambiador termico una zona de alimentacion de un segundo fluido de transferencia termica.

Dentro del marco de la presente descripcion y de las reivindicaciones posteriores, la expresion «fluido de transferencia termica» se usa para indicar cualquier fluido capaz de recibir/transferir calor de/a fuentes termicas externas y de transferir el calor a diferentes puntos de un aparato o sistema en el que circula el fluido.

De este modo, por ejemplo, en el caso de celdas de intercambio termico de gas-llquido, el primer fluido de transferencia termica puede consistir en agua a calentar (tal como en calderas para uso domestico) y el segundo fluido de transferencia termica puede consistir en gases de combustion calientes procedentes de un quemador, o el primer fluido de transferencia termica puede consistir en un gas comprimido u otro fluido a una temperatura relativamente alta y el segundo fluido de transferencia termica puede consistir en aire frlo procedente de un aparato de circulation adecuado (tal como en sistemas de climatizacion).

Como alternativa, y en el caso de celdas de intercambio termico de llquido-llquido, el primer fluido de transferencia termica puede consistir en un llquido a una temperatura mas baja que debe calentarse y el segundo fluido de transferencia termica puede consistir en un llquido de calentamiento mas caliente, tal como en aparatos de calentamiento de agua para uso domestico para la production de agua sanitaria caliente. En este caso, por lo tanto, la celda de intercambio termico actua sustancialmente como aparato de intercambio termico de llquido-llquido.

Dentro del marco de la presente descripcion y de las reivindicaciones posteriores, el termino «proporcional», cuando se refiere a dos o mas entidades relacionadas entre si, se usa para indicar que existe una relation entre estas entidades tal que, al variar una de estas, la otra u otras varian de una manera correspondiente.

De este modo, por ejemplo, cuando se dice que una entidad «varia proporcionalmente» o que es «proporcional» a la energia termica, se entiende que entre tal entidad (tal como la extension radial o la section transversal de los serpentines del intercambiador termico) y la energia termica hay una relacion tal que, al variar la energia termica, la entidad considerada varla de una manera correspondiente.

Preferentemente, dentro del marco de la invencion, la relacion entre dos o mas entidades es de proporcionalidad directa.

Para los fines de la invencion, la relacion de proporcionalidad entre la energia termica de dicho al menos un intercambiador termico (y, por lo tanto, de la celda) y, por ejemplo, la extension radial o la seccion transversal de los serpentines tambien puede ser no del tipo directo, segun una ley de proporcionalidad que puede estar determinada caso a caso por un experto en la materia segun los requisitos de fabrication y/o aplicacion de la celda.

Dentro del marco de la presente descripcion y de las reivindicaciones posteriores, se pretende que las diversas direcciones u orientaciones «axiales», «longitudinales», «transversales» o «radiales» de la celda o de los elementos de la misma se refieran al eje longitudinal de la helice del intercambiador termico, si no se indica lo contrario.

En la configuration de operation de la celda de intercambio termico, tal eje longitudinal puede ser horizontal o vertical; se deduce que las diversas direcciones u orientaciones de la celda o los elementos de la misma deben considerarse en relacion con la orientation del eje longitudinal de la helice del intercambiador termico.

En la siguiente descripcion y en lo que respecta a la simplicidad, se hara referencia convencionalmente, sin ninguna intention limitante, a una position operativa de las celdas del conjunto de celdas de intercambio termico en las que el eje longitudinal del intercambiador termico es horizontal.

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Dentro del marco de la presente descripcion y de las reivindicaciones posteriores, finalmente, todos los numeros que expresan cantidades, cuantias, porcentajes, y asi sucesivamente, deben entenderse como precedidos en todos los casos por el termino «aproximadamente» excepto cuando se indique lo contrario. Ademas, todos los intervalos de entidades numericas incluyen todas las combinaciones posibles de los valores numericos maximos y minimos y todos los intervalos intermedios posibles en los mismos, ademas de los que se indican especificamente mas adelante en el presente documento.

Para los fines de la invention, la carcasa de contention de la celda de intercambio termico puede estar fabricada de cualquier material estructural adecuado para este tipo de uso, por ejemplo, aluminio, acero o plasticos de alto rendimiento con propiedades de resistencia a productos quimicos, fuego y vapor de agua, tal como, por ejemplo, sulfuro de polifenileno (PPS).

Para los fines de la invencion, el intercambiador termico mencionado anteriormente puede estar fabricado de cualquier material, preferentemente un metal, que tiene una alta conductividad termica que se usa comunmente para fines de intercambio termico, tal como aluminio o acero.

Segun la presente invencion, el solicitante ha considerado que la combination mencionada anteriormente deseada de caracteristicas en terminos de dimensiones axiales de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas del conjunto, de dimension axial de los elementos de soporte de tal carcasa y de estandarizacion de los componentes y de los elementos de soporte de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas del conjunto a medida que varia la energia termica, puede lograrse (obteniendo una eficacia de intercambio termico igual a o superior a la de las celdas de intercambio termico de tipo conocido que tienen una extension axial variable con la misma energia termica) combinando adecuadamente una serie de caracteristicas de las celdas que pertenecen al conjunto.

Mas especificamente, el solicitante ha observado que:

a) proporcionando una unica carcasa de contencion que tiene una extension axial que es constante e igual a la extension axial de la celda que tiene la minima energia termica dentro del intervalo de valores de energia termica del conjunto,

b) proporcionando una pluralidad de intercambiadores termicos en forma helicoidal que tienen un diametro interno sustancialmente constante a medida que la energia del intercambiador termico varia dentro de dicho intervalo de valores de energia termica,

c) montando dentro de la unica carcasa de contencion mencionada anteriormente un intercambiador termico de la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos del conjunto, y

d) confiriendo al conducto tubular del intercambiador termico una extension radial de los serpentines proporcional a la energia termica del intercambiador termico y tal que mantenga sustancialmente constante la extension axial del intercambiador termico a medida que varia su energia termica e igual a la extension axial del intercambiador termico que tiene la minima energia termica dentro de dicho intervalo de valores de energia termica del conjunto,

es posible mantener constante y en el minirno valor posible la extension axial tanto del intercambiador termico como de la unica carcasa de contencion que aloja la misma a medida que la energia termica de la celda varia dentro de valores de energia termica del conjunto y, al mismo tiempo, obtener una estandarizacion alta tanto de los componentes de las diferentes celdas del intercambiador termico, como de los elementos de soporte externos de la unica carcasa de contencion de las celdas.

El aumento de energia termica deseado del intercambiador termico en forma helicoidal de la celda de intercambio termico del conjunto, de hecho, se logra dentro de este ultimo manteniendose constante e igual al minirno valor posible la extension axial tanto del intercambiador termico como de la unica carcasa de contencion que contiene el mismo a medida que varia la energia termica, seleccionando un conducto que tiene una section transversal adecuada para la circulation de un caudal adecuado del primer fluido de transferencia termica y variando la extension radial de los serpentines para obtener una expansion o una reduction a lo largo de la direction transversal del intercambiador termico a medida que aumenta o disminuye la energia termica.

En otras palabras, el solicitante ha considerado que, operando de esta manera, es posible aumentar o disminuir la energia termica del intercambiador termico en forma helicoidal sin alterar la extension axial del mismo y, por lo tanto, sin tener que, por consiguiente, alterar la extension axial de la carcasa de la celda de intercambio termico, que sigue siendo la minima posible, dentro de los valores maximos y minimos de las energias termicas del conjunto.

El solicitante ha considerado que, operando de esta manera, es posible lograr una estandarizacion alta de los elementos de soporte externos de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas de intercambio termico del conjunto y que pertenecen al aparato o al sistema en el que se instala la celda especifica del conjunto, ya que la dimension axial de la unica carcasa de contencion sigue siendo constante e igual a la minima posible a medida que

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varla la energla termica.

La estandarizacion alta deseada de los componentes de las diferentes celdas del intercambiador termico, finalmente, se obtiene dentro del conjunto manteniendo sustancialmente constante tanto la extension axial como el diametro interno de los intercambiadores termicos del conjunto a medida que varla la energla termica dentro del intervalo de valores de energla termica del conjunto.

De esta manera, dentro de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas del conjunto y de manera coaxial e interna con respecto al intercambiador termico, se define una zona de alimentacion del segundo fluido de transferencia termica que tiene dimensiones sustancialmente constantes tanto a lo largo de la direccion axial como a lo largo de la direccion radial a medida que varla la energla termica.

Esta caracterlstica permite de manera ventajosa estandarizar los componentes de la pluralidad de celdas del conjunto diferentes del intercambiador termico, tales como, por ejemplo, los elementos termicamente aislantes que se orientan hacia la zona de alimentacion del segundo fluido de transferencia termica, generalmente colocados dentro del intercambiador termico en una zona frontal y una zona trasera de la carcasa de contencion, la pared de cierre frontal de la carcasa, el quemador y los correspondientes accesorios o el conducto de alimentacion de un fluido caliente, en caso de estar presente.

Por lo tanto, la combination reivindicada de caracterlsticas permite lograr las siguientes ventajas:

- tener una pluralidad de intercambiadores termicos que tienen una dimension axial minima que es sustancialmente constante a medida que varia su energia termica para alojarse dentro de una unica carcasa de contencion (que a su vez tiene una dimension axial minima) de todos los intercambiadores termicos de la pluralidad de celdas del conjunto;

- tener la posibilidad de mantener sustancialmente constante la distancia interaxial entre la conexion de entrada y la conexion de salida del fluido que circula en el intercambiador termico de la celda de intercambio termico;

- tener la posibilidad de simplificar la oferta de productos y la gestion de almacen de los mismos;

- tener un conjunto de celdas de intercambio termico con un tamano unificado que, por consiguiente, unifica el tamano de los aparatos o sistemas de calentamiento en los que se introduce cada celda del conjunto y que simplifica la disposition de los componentes de los aparatos o sistemas de calentamiento mencionados anteriormente;

- tener una zona de alimentacion del segundo fluido de transferencia termica dentro de tal carcasa unica que tiene dimensiones sustancialmente constantes, tanto a lo largo de la direccion axial como a lo largo de la direccion transversal de manera que permita una estandarizacion muy alta de los componentes del conjunto de celdas de intercambio termico a medida que varia la energia termica.

Segun un segundo aspecto de la misma, la presente invention se refiere a un conjunto de celdas de intercambio termico, tal como se define en la revindication 12 adjunta; las caracteristicas preferidas del conjunto de celdas se exponen en las reivindicaciones 13-20 adjuntas.

De manera ventajosa, el conjunto de celdas de intercambio termico de la invencion logra los efectos tecnicos descritos anteriormente en relacion con el metodo de fabricacion del mismo.

La presente invencion en al menos uno de los aspectos anteriores puede tener al menos una de las siguientes caracteristicas preferidas; estas ultimas pueden, en particular, combinarse entre si segun se desee para satisfacer los requisitos de aplicacion especlficos.

Preferentemente, el numero de serpentines de cada intercambiador termico de la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos del conjunto es igual al numero de serpentines del intercambiador termico que tiene la energla termica minima dentro del intervalo mencionado anteriormente de valores de energla termica del conjunto.

De esta manera, es posible de manera ventajosa lograr la extension axial deseada y constante de los intercambiadores termicos del conjunto mientras se mantiene sustancialmente sin cambios, a medida que varla la energia termica, la configuration de los elementos de la celda que cooperan en relation de tope y de manera estanca al fluido con los extremos axiales opuestos del intercambiador termico.

Por ejemplo, tales elementos pueden ser la pared frontal y la pared trasera de la carcasa de contencion de la celda u otros elementos de tope posicionados dentro de la carcasa de contencion.

Preferentemente, la configuracion de montaje del intercambiador termico dentro de la unica carcasa de contencion

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del conjunto de celdas es tal que define en tal carcasa una zona de alimentacion del segundo fluido de transferencia termica que permite de manera ventajosa tener dentro de la celda de intercambio termico un flujo del segundo fluido de transferencia termica que va desde la zona de alimentacion a lo largo de una direccion sustancialmente radial o axial-radial hacia fuera a traves del intercambiador termico en forma helicoidal.

De manera ventajosa, esta configuracion de montaje preferida del intercambiador termico dentro de la unica carcasa de contencion del conjunto de celdas es la prevista por la totalidad sustancial de celdas de intercambio termico de gas-llquido provistas de intercambiadores termicos en forma helicoidal, en particular, cuando el segundo fluido de transferencia termica es un gas de combustion caliente procedente de un quemador o un gas frlo procedente de un aparato de circulacion adecuado y el primer fluido de transferencia termica es un llquido que va a calentarse o enfriarse.

Preferentemente, el conjunto de celdas de intercambio termico comprende de dos a ocho, preferentemente de dos a seis, y aun mas preferentemente de dos a cuatro celdas de intercambio termico que tienen una energla termica creciente dentro de dicho intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos.

De esta manera, es posible de manera ventajosa lograr una flexibilidad alta en la oferta de energlas termicas al usuario final, combinada con la reduccion maxima en el numero de carcasas necesarias si se usa una unica carcasa de contencion para todos los intercambiadores termicos que tienen una energla termica diferente del conjunto.

Preferentemente, el conjunto de celdas de intercambio termico tiene una energla termica seleccionada entre uno de los siguientes intervalos de valores mlnimos y maximos: un primer intervalo de 1 a 12 kW, preferentemente de 2 a 10 kW, un segundo intervalo de 15 a 35 kW, preferentemente de 16 a 32 kW, un tercer intervalo de 35 a 65 kW, preferentemente de 40 a 62 kW, y un cuarto intervalo superior a 65 kW, preferentemente de 70 a 115 kW.

Dentro del marco de la presente descripcion y de las reivindicaciones posteriores, dicho primer y segundo intervalo de valores de energla termica mlnimos y maximos del intervalo se denominaran de manera colectiva indicativos de una energla termica «baja», dicho tercer intervalo de valores indicativo de una energla termica «media» y dicho cuarto intervalo de valores indicativo de una energla termica «alta».

En una realization preferida, la etapa a) de proporcionar una unica carcasa de contencion de dicha pluralidad de celdas de intercambio termico del conjunto se lleva a cabo proporcionando una carcasa de contencion que tiene un tamano predeterminado y constante a medida que varla la energla termica de la celda dentro de dicho intervalo de valores mlnimos y maximos de energla termica.

En la siguiente descripcion y en las reivindicaciones adjuntas, el termino: «tamano» de la carcasa de contencion o del intercambiador termico de la celda se usa para indicar (a menos que se especifique lo contrario) el espacio ocupado por la misma a lo largo de la direccion axial (es decir, longitudinal) y de manera transversal a la direccion axial o al eje longitudinal del intercambiador termico, por ejemplo, en alto y ancho si la carcasa de contencion es sustancialmente de forma prismatica o a lo largo de la direccion radial si la carcasa de contencion tiene una forma sustancialmente cillndrica.

En una realizacion preferida, el conjunto incluye una unica carcasa de contencion de todas las celdas de intercambio termico del conjunto.

Por lo tanto, de esta manera, la extension axial de la carcasa de contencion de las celdas de intercambio termico se unifica de manera ventajosa para todos los valores de energla termica del conjunto. Por lo tanto, es posible de manera ventajosa lograr simplificaciones notables en terminos de numero de elementos a fabricar, almacenar y montar en el aparato o sistema del usuario final.

Dentro del marco de esta realizacion preferida, la extension transversal de dicha unica carcasa de contencion del conjunto de celdas de intercambio termico es aun mas preferentemente tal que define dentro de la carcasa un asiento de alojamiento configurado para contener el intercambiador termico de tamano radial maximo dentro del conjunto de celdas.

De esta manera, es posible de manera ventajosa usar una unica carcasa de contencion para todos los intercambiadores termicos del conjunto y tener un tamano global unificado, lograr las ventajas adicionales de tener una flexibilidad alta en la oferta de energlas termicas al usuario final combinada con la posibilidad de unificar el tamano del aparato o sistemas termicos en los que se introduce cada celda del conjunto y con la posibilidad de simplificar la disposition de los componentes de los aparatos o sistemas termicos mencionados anteriormente.

En una realizacion preferida, la extension axial de dicha unica carcasa de contencion del conjunto se selecciona entre uno de los siguientes intervalos de valores mlnimos y maximos: un primer intervalo de 80 a 190 mm, preferentemente de 120 a 180 mm para dichos primer y segundo intervalos de energla termica de la celda (energla baja), un segundo intervalo de 200 a 360 mm, preferentemente de aproximadamente 320 a 350 mm para dicho tercer intervalo de energla termica de la celda (energla media), un tercer intervalo de 360 a 660 mm,

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preferentemente de 400 mm a 660 mm, para dicho cuarto intervalo de energla termica de la celda (energla alta).

De esta manera, es posible de manera ventajosa (con una carcasa de contencion del conjunto que tiene la extension axial minima compatible con las energlas termicas deseadas) lograr las ventajas de tener una flexibilidad alta en la oferta al usuario final de los tres conjuntos de energla termica mas necesarios para los usos generalmente esperados en el campo domestico, en complejos de viviendas y en el campo de areas comerciales e industriales. Todo esto combinado con el uso de una carcasa de contencion que tiene una extension axial unificada para cada uno de los conjuntos de energla anteriores, una carcasa que a su vez permite estandarizar el tamano global de los aparatos o sistemas termicos en los que se instala cada celda de los conjuntos anteriores y simplificar la disposicion de los componentes de los aparatos o sistemas de calentamiento.

En una realizacion preferida, dicha unica carcasa de contencion del intercambiador termico tiene un tamano transversal (es decir, el espacio ocupado por la carcasa de manera transversal al eje longitudinal del intercambiador termico), aparte del tamano de un posible tapon de descarga del segundo fluido de transferencia termica, comprendido dentro de uno de los siguientes intervalos de valores minimos y maximos: un primer intervalo de 100 a 220 mm, preferentemente de 140 a 200 mm para dicho primer intervalo de energia termica de la celda, un segundo intervalo de 220 a 300 mm, preferentemente de 240 a 290 mm para dicho segundo intervalo de energia termica de la celda, un tercer intervalo de 300 a 400 mm, preferentemente de aproximadamente 310 a 350 mm para dicho tercer intervalo de energia termica de la celda, un cuarto intervalo de 400 a 660 mm, preferentemente de 430 a 600 mm para dicho cuarto intervalo de energla termica de la celda.

De esta manera, es posible de manera ventajosa (con una carcasa de contencion del conjunto que tiene el tamano global mlnimo compatible con las energlas termicas deseadas) ampliar las ventajas mencionadas anteriormente de tener una flexibilidad alta en la oferta al usuario final de los tres intervalos de energia termica mas necesarios para los usos generalmente esperados, usando una unica carcasa de contencion muy compacta que tiene un tamano unificado para cada uno de los conjuntos de energia anteriores. Tal tamano unificado de la carcasa de contencion del conjunto permite a su vez estandarizar el tamano de los aparatos o sistemas de calentamiento en los que se introduce cada celda de los conjuntos mencionados anteriormente y simplificar la disposicion de los componentes de los aparatos o sistemas de calentamiento mencionados anteriormente.

Preferentemente, el diametro interno de la pluralidad de intercambiadores termicos en forma helicoidal del conjunto es sustancialmente constante a medida que varla la energla termica y es igual al diametro interno del intercambiador termico que tiene la energla termica minima dentro del intervalo mencionado anteriormente de valores de energia termica del conjunto.

De esta manera, es posible de manera ventajosa tener una zona de alimentacion del segundo fluido de transferencia termica que tiene una dimension minima a lo largo de la direccion radial con las ventajas que se derivan de la misma en terminos de compacidad tanto de la pluralidad de los intercambiadores termicos del conjunto como de la unica carcasa de contencion del conjunto de celdas que contiene el mismo.

Preferentemente, el diametro interno de la pluralidad de intercambiadores termicos en forma helicoidal del conjunto es constante y varla dentro de un intervalo de valores comprendidos entre 60 y 540 mm como una funcion de la energla termica del intercambiador termico y, por lo tanto, de la celda de intercambio termico que contiene el mismo.

Preferentemente, el intercambiador termico en forma helicoidal tiene un diametro interno de la helice comprendido dentro de uno de los siguientes intervalos de valores minimos y maximos: un primer intervalo de 60 a 120 mm, preferentemente de 70 a 110 mm para dicho primer intervalo de energla termica de la celda, un segundo intervalo de 120 a 190 mm, preferentemente de 150 a 180 mm para dicho segundo intervalo de energla termica de la celda, un tercer intervalo de 190 a 260 mm, preferentemente de 200 a 250 mm para dicho tercer intervalo de energia termica de la celda, un cuarto intervalo de 260 a 540 mm, preferentemente de 290 a 480 mm para dicho cuarto intervalo de energia termica de la celda.

Preferentemente, dicho al menos un conducto tubular del intercambiador termico tiene una seccion transversal de los serpentines proporcional a la energla termica del propio intercambiador termico.

De esta manera, es posible de manera ventajosa obtener una relacion de proporcionalidad entre el caudal del primer fluido de transferencia termica que fluye dentro de el al menos un conducto tubular del intercambiador termico y la energla termica del propio intercambiador termico.

Esta relacion de proporcionalidad permite de manera ventajosa lograr los siguientes efectos tecnicos.

Un primer efecto tecnico ventajoso es el de tener caidas de presion sustancialmente constantes a medida que varia la energia termica del intercambiador termico con los consecuentes beneficios en terminos de eleccion del dispositivo de circulacion del primer fluido de transferencia termica (por ejemplo, una bomba) y del coste operativo relacionado.

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Un segundo efecto tecnico ventajoso es el de tener una velocidad sustancialmente constante del primer fluido de transferencia termica con una consiguiente mayor flexibilidad de uso y adaptacion a los diversos tipos de sistemas de climatizacion o calentamiento en los que se instalan las celdas de intercambio termico del conjunto.

En una realization preferida, dicha etapa b) de proporcionar la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos en forma helicoidal comprende las etapas de:

i) proporcionar un conducto tubular que tiene una section transversal de flujo de fluido de un valor predeterminado y proporcional a la energla termica a suministrar;

ii) conformar dicho conducto tubular hasta dar una forma helicoidal para obtener una pluralidad de serpentines.

De esta manera, es posible de manera ventajosa proporcionar para cada celda del conjunto un intercambiador termico respectivo de dicha pluralidad de intercambiadores termicos que satisface la relation de proporcionalidad preferida mencionada anteriormente entre el caudal del primer fluido de transferencia termica que fluye dentro del al menos un conducto tubular del intercambiador termico y la energla termica del intercambiador termico para tener caldas de presion y velocidad de flujo sustancialmente constantes a medida que varla la energla termica del intercambiador termico, con los beneficios destacados anteriormente.

En una realizacion preferida, los serpentines de dicha pluralidad de serpentines de dicho al menos un conducto tubular del intercambiador termico de dicha pluralidad de intercambiadores termicos tiene una seccion transversal plana, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal de la helice, o forma un angulo agudo con respecto a dicho eje.

De esta manera, es posible de manera ventajosa lograr un intercambio termico optimo entre el primer y el segundo fluido de transferencia termica mientras se mantiene al mismo tiempo una extension axial (es decir, longitudinal) limitada del intercambiador termico.

En una realizacion preferida, e independientemente de la forma de la seccion transversal del conducto tubular del intercambiador termico, la celda comprende elementos espaciadores adecuados per se conocidos, por ejemplo, nervios que se extienden desde las caras planas del conducto, tal como, por ejemplo, los descritos en la solicitud de patente internacional WO 2005/080900 en el caso de una seccion transversal circular o en la WO 94/16272 en el caso de una seccion transversal plana, o elementos espaciadores en forma de peine interpuestos entre dichas caras planas, tales como, por ejemplo, los descritos en la solicitud de patente estadounidense n.° 2007/0209606.

De manera ventajosa, dichos elementos espaciadores se configuran para definir entre las caras planas del conducto un intersticio que tiene un ancho predeterminado y preferentemente constante, formando un paso de fluido para el flujo del segundo fluido de transferencia termica en una direction sustancialmente radial o axial-radial.

Dentro del marco de la presente description y de las siguientes reivindicaciones, el termino: «ancho» del interespacio definido entre las caras planas del conducto del intercambiador termico se usa para indicar la distancia entre dichas caras medidas a lo largo de una direccion perpendicular a las mismas.

En una realizacion preferida, y en el caso de que los serpentines del conducto tubular del intercambiador termico tengan una seccion transversal plana, la etapa b) de proporcionar la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos en forma helicoidal comprende ademas la etapa de deformar de manera plastica los serpentines a lo largo de una direccion radial o axial/radial para obtener dicha pluralidad de serpentines que tienen una seccion transversal plana, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal de la helice o forma un angulo agudo con respecto a dicho eje.

Preferentemente, dicha etapa de deformation plastica se lleva a cabo de tal manera que se mantiene sustancialmente constante tanto dicha seccion transversal de flujo de fluido del conducto tubular como la extension axial del intercambiador termico de la pluralidad mencionada anteriormente.

De esta manera, es posible de manera ventajosa lograr un intercambio termico optimo entre el primer y el segundo fluido de transferencia termica mientras se mantiene al mismo tiempo una extension axial (es decir, longitudinal) limitada de la pluralidad de intercambiadores termicos, y obtener la relacion de proporcionalidad mencionada anteriormente entre el caudal del primer fluido de transferencia termica que fluye dentro de el al menos un conducto tubular del intercambiador termico y la energla termica del intercambiador termico.

En una realizacion preferida alternativa y en el caso de que el conducto tubular del intercambiador termico tenga una seccion transversal plana, la etapa b) de proporcionar la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos en forma helicoidal preferentemente comprende las etapas de:

iii) proporcionar un conducto tubular que tiene una seccion transversal plana de flujo de fluido de un valor predeterminado y proporcional a la energla termica;

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iv) conformar dicho conducto tubular hasta dar una forma helicoidal para obtener una pluralidad de serpentines que tienen una seccion transversal, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal de la helice, o forma un angulo agudo con respecto a dicho eje,

en la que dicha etapa de conformado helicoidal se lleva a cabo para mantener sustancialmente constante la extension axial del intercambiador termico de dicha pluralidad de intercambiadores termicos a medida que varla la energla termica del mismo.

Una manera preferida para llevar a cabo la etapa iii) mencionada anteriormente preve llevar a cabo las etapas de:

- proporcionar un conducto tubular que tiene una seccion transversal circular de flujo de fluido de un valor predeterminado y proporcional a la energla termica; y

- deformar de manera plastica dicho conducto tubular hasta dar una forma helicoidal para obtener una seccion transversal plana.

Estas etapas pueden llevarse a cabo por medio de las tecnicas y sistemas descritos, por ejemplo, en la solicitud de patente internacional WO 94/16272.

Como alternativa, tambien es posible llevar a cabo la etapa iii) mencionada anteriormente partiendo de una tira de material de metal adecuado y despues formandose mediante soldadura longitudinal, tal como soldadura por laser, un conducto tubular que tiene una seccion transversal plana.

Ademas, en este caso, es posible de manera ventajosa tanto lograr un intercambio termico optimo entre el primer y segundo fluido de transferencia termica mientras se mantiene al mismo tiempo una extension axial (es decir, longitudinal) limitada de los intercambiadores termicos de la pluralidad de intercambiadores termicos mencionada anteriormente, como obtener la relacion de proporcionalidad mencionada anteriormente entre el caudal del primer fluido de transferencia termica que fluye dentro del al menos un conducto tubular del intercambiador termico y la energla termica del intercambiador termico de la pluralidad de intercambiadores termicos mencionada anteriormente.

En una realization preferida y en el caso de que el conducto tubular del intercambiador termico tenga una seccion transversal plana, la relacion entre el ancho interno y el alto interno de cada serpentln del conducto de los intercambiadores termicos en forma helicoidal de la pluralidad de intercambiadores termicos mencionada anteriormente, medidos respectivamente en paralelo a un eje mayor y a un eje menor de la seccion transversal de dicho conducto tubular, tiene un valor proporcional a la energla termica del intercambiador termico.

De esta manera, es posible de manera ventajosa lograr un intercambio termico optimo entre el primer y segundo fluido de transferencia termica proporcional a la energla termica de los intercambiadores termicos, ya que a medida que aumenta esta ultima tambien aumenta la extension a lo largo de la direction radial del paso de fluido para el flujo del segundo fluido de transferencia termica definido en el intersticio entre las caras planas de los serpentines formados por el conducto tubular del intercambiador termico en forma helicoidal.

Preferentemente, tal relacion tiene un valor mayor de 2,5 y, mas preferentemente, esta comprendida entre 2,5 y 5, como una funcion de la energla termica del intercambiador termico.

En particular, el solicitante ha observado de manera experimental (dentro del marco de una realizacion preferida en la que las celdas del conjunto son celdas de intercambio termico entre los gases de combustion que salen de un quemador (segundo fluido de transferencia termica) y el agua a calentar (primer fluido de transferencia termica)) que cuando la relacion entre el ancho interno y el alto interno de cada serpentln del conducto del intercambiador termico es mayor de 2,5, es posible de manera ventajosa reducir la temperatura de los gases de combustion que salen de manera radial del intercambiador termico a valores inferiores a los del agua calentada (generalmente entre 40 ° y 80 °C) que sale de la celda.

Estos valores bajos de la temperatura de los gases de combustion permiten de manera ventajosa reducir la tension termica a la que se somete el material que constituye la carcasa de contention de la celda, prolongando la vida operativa de la misma y permitiendo el uso de materiales no metalicos, tales como, por ejemplo, plasticos y, esto, sin la necesidad de preparar ferulas de protection de metal alrededor del intercambiador termico tal como, por ejemplo, se describe en la solicitud de patente internacional WO 2004/036121 en el nombre de Giannoni France.

En una realizacion preferida, los intercambiadores termicos en forma helicoidal de la pluralidad de intercambiadores termicos mencionada anteriormente comprenden un unico conducto tubular que forma un unico serpentln.

En una realizacion preferida alternativa, los intercambiadores termicos en forma helicoidal de la pluralidad de intercambiadores termicos mencionada anteriormente comprenden una pluralidad de conductos tubulares, de manera opcional adyacentes de manera adyacente y/o asociados entre si.

Preferentemente, esta pluralidad de conductos tubulares forma un unico serpentln.

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Preferentemente, el paso de helice del unico serpentln mencionado anteriormente es constante.

De esta manera, es posible de manera ventajosa facilitar las operaciones de fabricacion y reducir los costes de produccion de los intercambiadores termicos del conjunto.

En una realizacion preferida, la etapa a) de proporcionar la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas de intercambio termico del conjunto comprende proporcionar al menos un par de manguitos que se extienden desde una pared lateral periferica de la unica carcasa de contencion y que tienen una distancia interaxial constante a medida que varla la energla termica de la celda dentro de dicho intervalo de valores de energla termica.

En esta realizacion preferida, la etapa c) de montar dentro de la unica carcasa de contencion el intercambiador termico en forma helicoidal mencionado anteriormente de la pluralidad de intercambiadores termicos mencionada anteriormente de la pluralidad de celdas de intercambio termico del conjunto comprende posicionar los extremos opuestos del al menos un conducto tubular mencionado anteriormente del intercambiador termico en un manguito respectivo del de manguitos mencionado anteriormente.

Preferentemente, el conjunto de celdas de intercambio termico obtenido de esta manera, por lo tanto, comprende una unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas de intercambio termico del conjunto y un intercambiador termico que tiene las caracterlsticas preferidas mencionadas anteriormente.

De esta manera, es posible de manera ventajosa mantener sustancialmente constante la distancia interaxial entre la conexion de entrada y la conexion de salida del fluido que circula en el intercambiador termico de la celda de intercambio termico tambien en el caso en el que los extremos del conducto tubular del intercambiador termico sobresalgan de la pared lateral periferica de la unica carcasa de contencion de la pluralidad de celdas de intercambio termico del conjunto, segun una configuration usada en un gran numero de celdas de intercambio termico.

Breve descripcion de las figuras

Las caracterlsticas y ventajas adicionales de la invention seran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion de una realizacion preferida de un conjunto de celdas de intercambio termico y de un metodo de fabricacion del mismo segun la presente invencion, realizada a continuation a modo de ejemplo ilustrativo y no limitante con referencia a los dibujos adjuntos. En tales dibujos:

- la Figura 1 es una vista en perspectiva de una realizacion preferida de una celda de intercambio termico de un conjunto de celdas de intercambio termico segun una realizacion preferida de la presente invencion,

- la Figura 2 es una vista en elevation frontal de la celda de la Figura 1,

- la Figura 3 es una vista en elevacion trasera de la celda de la Figura 1,

- las Figuras 4a-4d son vistas en section transversal esquematicas, tomadas a lo largo de la llnea IV-IV de la

Figura 2, de las celdas de intercambio termico respectivas del conjunto que tiene una energla termica

progresivamente creciente dentro de un intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos del conjunto;

- la Figura 5 es una vista en escala ampliada de la parte superior de la Figura 4c,

- las Figuras 6a-6d son vistas en seccion transversal esquematicas, similar a las Figuras 4a-4d, de las celdas de intercambio termico respectivas del conjunto equipado con una realizacion alternativa del intercambiador termico.

Descripcion detallada de realizaciones actualmente preferidas de la invencion

En la siguiente descripcion, se usan numeros de referencia identicos para la ilustracion de las figuras para indicar los elementos de construction que tienen la misma funcion. Para mayor claridad de ilustracion, algunos numeros de referencia no se repiten en todas las figuras.

En las Figuras 1-3, una celda de intercambio termico que pertenece a una realizacion preferida del conjunto segun la invencion se indica de manera general en 1a.

La celda 1a pertenece a un conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d que tiene una energla termica que se encuentra dentro de un intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos, por ejemplo, en uno de los intervalos descritos anteriormente. El conjunto anterior de celdas de intercambio termico 1a-1d se muestra, por ejemplo, de manera esquematica en las Figuras 4a-4d que se tendran en consideration de nuevo a continuacion.

En la realizacion preferida mostrada, las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto son celdas de intercambio termico de gas-llquido del tipo de compensation en las que se proporciona un intercambio termico entre un primer fluido de transferencia termica constituido, por ejemplo, por agua a calentar y un segundo fluido de transferencia

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termica constituido por gases de combustion calientes, cuyo flujo se indica de manera esquematica con la letra G en las figuras adjuntas, procedente de un quemador esquematizado en 4 en las Figuras adjuntas.

Cada celda de intercambio termico 1a-1d del conjunto incluye un intercambiador termico de forma helicoidal 2 que tiene una energla termica que se encuentra dentro del intervalo anterior de valores mlnimos y maximos.

El intercambiador termico 2 tiene una extension axial predeterminada que es igual a la extension axial del intercambiador termico 2 que tiene la energla termica minima dentro del intervalo de valores de energla termica del conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d.

Preferentemente, el intercambiador termico 2 comprende un unico conducto tubular 3 para el flujo del primer fluido de transferencia termica en espiral alrededor de un eje longitudinal X-X de la helice segun una pluralidad de serpentines que empiezan y que terminan respectivamente en una conexion de entrada 3a del primer fluido de transferencia termica y en una conexion de salida 3b de tal fluido per se convencional.

Preferentemente, el paso de helice del unico serpentln formado por el conducto tubular 3 es constante.

Preferentemente, el numero de serpentines del intercambiador termico 2 es igual al numero de serpentines del intercambiador termico que tiene la minima energla termica dentro del intervalo de valores de energla termica del conjunto.

De esta manera y tal como se ha indicado anteriormente, es posible de manera ventajosa lograr la extension axial deseada y constante de los intercambiadores termicos 2 del conjunto mientras se mantiene sustancialmente sin cambios, a medida que varla la energla termica, la configuracion de los elementos de la celda 1a-1d que cooperan en relacion de tope y de manera estanca al fluido con los extremos axiales opuestos del intercambiador termico 2.

Por ejemplo, tales elementos pueden ser una pared frontal y una pared trasera de la carcasa de contencion 5 de la celda 1a-1d, discutidos adicionalmente mas adelante, u otros elementos de tope (no ilustrados) posicionados dentro de la carcasa de contencion. El intercambiador termico de forma helicoidal 2 tiene un diametro interno que es sustancialmente constante y preferentemente igual al diametro interno del intercambiador termico que tiene la minima energla termica dentro del intervalo de valores de energla termica del conjunto.

En referencia particular a la primera realizacion preferida ilustrada en las Figuras 1-5, el conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d comprende una unica carcasa de contencion 5 para todos los intercambiadores termicos del conjunto, en la que se monta el intercambiador termico de forma helicoidal 2 que tiene la energla preseleccionada.

La carcasa de contencion 5 tiene una extension axial que es constante a medida que varla la energla termica de la celda 1a dentro del intervalo de valores de energla termica e igual a la extension axial de la celda 1a-1d que tiene la minima energla termica dentro del intervalo mencionado anteriormente de valores de energla termica.

La carcasa de contencion 5 de esta realizacion preferida esta cerrada de manera sellante en el extremo frontal por una placa de soporte, no mostrada, del quemador 4.

En la realizacion preferida mostrada, el conducto tubular 3 tiene una seccion transversal de una forma ovalada plana (mostrada en las Figuras 4a-4d y 5); en particular, los serpentines de dicha pluralidad de serpentines del conducto tubular 3 del intercambiador termico 2 tienen una seccion transversal plana, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal X-X de la helice.

Un intersticio 6, preferentemente de un ancho sustancialmente constante, se ubica entre las superficies planas de dos serpentines sucesivos del conducto tubular 3.

Para este fin y tal como ya se ha mencionado anteriormente, cada una de las celdas 1a-1d esta provista preferentemente de elementos espaciadores adecuados, no mostrados mejor en las figuras, tales como los nervios que se extienden desde las caras planas del conducto tubular 3 o los elementos espaciadores en forma de peine interpuestos entre dichas caras planas.

Preferentemente, el intercambiador termico de forma helicoidal 2 se monta dentro de la unica carcasa de contencion 5 del conjunto de tal manera que se define en dicha carcasa una zona de alimentacion 7 del segundo fluido de transferencia termica, en este caso constituida por los gases de combustion calientes generados por el quemador 4.

La zona de alimentacion 7 del segundo fluido de transferencia termica se define, en particular, dentro de la carcasa de contencion 5 de manera coaxial e interna con respecto al intercambiador termico 2.

De esta manera, es posible de manera ventajosa tener tal configuracion dentro de cada una de las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto para obtener un flujo del segundo fluido de transferencia termica que va

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desde la zona de alimentacion 7 en direccion axial hacia fuera a traves de los intersticios 6 definidos entre los serpentines del intercambiador termico de forma helicoidal 2.

La zona de alimentacion 7 del segundo fluido de transferencia termica tiene, dentro del conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d, un tamano sustancialmente constante preferentemente igual al tamano mlnimo posible a medida que varla la energla termica del intercambiador termico 2.

Esta configuracion de la zona de alimentacion 7 del segundo fluido de transferencia termica procede de la configuracion del intercambiador termico 2 segun la que este ultimo tiene una extension axial que es sustancialmente constante e igual a la extension axial del intercambiador termico 2 que tiene la minima energla termica y un diametro interno que es sustancialmente constante y preferentemente igual al diametro interno del intercambiador termico 2 que tiene la minima energla termica dentro del intervalo de valores de energla termica maximos y minimos del conjunto.

De manera ventajosa y tal como se ha indicado anteriormente, esta configuracion del intercambiador termico 2 y de la zona de alimentacion 7 del segundo fluido de transferencia termica permite estandarizar los componentes de la pluralidad de celdas 1a-1d del conjunto diferente del intercambiador termico 2 y mantener el tamano transversal de la carcasa de contention 5 tan bajo como sea posible a medida que varia la energia termica dentro del intervalo de valores de energia termica del conjunto de celdas 1a-1d.

En una realization preferida ilustrada, la carcasa de contencion 5 es sustancialmente en forma de copa y comprende una pared lateral periferica 5c y una pared trasera 5d.

Preferentemente, la carcasa de contencion 5 esta provista en la parte frontal de un elemento anular 8 fijado a la pared lateral periferica 5c y que pertenece a un lado frontal de la celda, per se convencional y que no se muestra mejor con mas detalle, y al que se asocia la placa de soporte del quemador 4 para cerrar la carcasa 5 de una manera sustancialmente sellante.

En la realizacion preferida mostrada, la carcasa de contencion 5 tiene, en particular, una forma sustancialmente cilindrica y comprende dos semicarcasas 5a, 5b de forma adecuada.

En la configuracion operativa, la carcasa de contencion 5 de las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto esta en comunicacion fluida con los componentes externos (no mostrados), que forman parte del aparato o sistema en el que se montan las celdas, por medio de una pluralidad de aberturas 9-12 preferentemente formadas sobre la pared lateral 5c de la propia carcasa 5.

Una primera abertura 9 esta configurada para la salida del segundo fluido de transferencia termica de la carcasa 5 y se forma preferentemente en un tapon 14 de descarga de tal fluido.

En la configuracion operativa de las celdas de intercambio termico 1a-1d segun la realizacion preferida ilustrada del conjunto, la abertura 9 de salida se posiciona preferentemente de tal manera que tiene un eje vertical y se orienta hacia arriba.

La segunda y tercera aberturas 10, 11 se forman preferentemente en un extremo libre de los respectivos manguitos 18, 19 que se extienden desde la pared lateral periferica 5c de la carcasa de contencion 5 y preferentemente formadas de manera integrada con la semicarcasa 5b inferior de la carcasa 5.

Preferentemente, los manguitos 18, 19 tienen una distancia interaxial constante a medida que varia la energla termica de las celdas 1a-1d dentro del intervalo de valores de energla termica maximos y minimos de las celdas 1a- 1d.

Preferentemente, los extremos opuestos del conducto tubular 3 del intercambiador termico 2 se posicionan en un respectivo manguito 18, 19 de dicho par de manguitos.

Preferentemente, las conexiones de entrada y de salida 3a, 3b del primer fluido de transferencia termica a y desde el conducto tubular 3 del intercambiador termico 2 se montan en relation de tope en los manguitos 18, 19 para sobresalir ligeramente de las aberturas 10 y 11, tal como se muestra mejor en las Figuras 1-3, para la conexion con los componentes externos de un aparato o sistema (no mostrado) en el que se instala la celda de intercambio termico 1 a-1 d especifica del conjunto.

Por lo tanto, las aberturas 10 y 11 se configuran preferentemente de tal manera que se acomodan las conexiones de entrada y de salida 3a, 3b del primer fluido de transferencia termica (agua a calentar) a y desde el conducto tubular 3 del intercambiador termico 2.

En la configuracion operativa de las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto, las aberturas 10, 11 de la carcasa de contencion 5 se ubican respectivamente en la parte trasera y la parte frontal relativas entre si, con

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respecto al desarrollo axial de las celdas de intercambio termico 1a-1d a lo largo del eje longitudinal X-X del intercambiador termico de forma helicoidal 2, y se orientan hacia abajo para facilitar la conexion con los componentes externos (no mostrados) del aparato o sistema en el que se instala la celda de intercambio termico 1a- 1d especlfica del conjunto.

En la realizacion preferida mostrada del conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d y puesto que tales celdas son del tipo de condensation, la carcasa de contention 5 ademas esta provista preferentemente de una cuarta abertura 12 formada en un extremo libre y con un respectivo manguito 20 que se extiende desde la pared lateral periferica 5c de la carcasa de contencion 5 y preferentemente se forma de manera integrada con la semicarcasa 5b inferior de la carcasa 5.

La abertura 12 se configura para la descarga del condensado generado durante el proceso de intercambio termico entre los dos fluidos de transferencia termica y que se recoge en la parte inferior de la carcasa de contencion 5.

Tal como se muestra mejor en las Figuras 4a-4d, las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto de celdas comprenden una camara de recogida 13 del segundo fluido de transferencia termica definida de manera externa con respecto al intercambiador termico 2 entre una pared externa 2a en direction radial de la misma y la pared lateral 5c de la carcasa de contencion 5.

Para mayor claridad, una llnea tangente a la pared externa 2a en direccion radial del intercambiador termico 2 se muestra con llneas de puntos en las Figuras 4a-4d. En este caso, y puesto que el intercambiador termico 2 formado por el conducto tubular 3 es de forma helicoidal, la pared externa 2a es discontinua, es decir, interrumpida en direccion axial por los intersticios definidos entre los sucesivos serpentines del intercambiador termico, y esta formada por la cara externa en direccion radial de los serpentines del conducto tubular 3.

Tal como se muestra en las Figuras 4a-4d, la camara de recogida 13 esta cerrada en la direccion frontal por la cubierta anular 8 que forma parte de la pared frontal de la celda y esta cerrada en la parte trasera por la pared trasera 5d de la carcasa de contencion 6 y esta en comunicacion fluida con el tapon 14 de descarga del segundo fluido de transferencia termica (gases de combustion calientes).

Preferentemente, y con el fin de limitar los desvlos no deseados del segundo fluido de transferencia termica desde la camara de recogida 13 directamente al tapon 14 de descarga, la carcasa de contencion 5 esta provista de manera interna de un elemento de cierre 15, sustancialmente en forma de placa, alojado con acoplamiento de forma dentro de una abertura interna del tapon 14 al menos parcialmente formada en el espesor de la pared lateral periferica 5c de la carcasa de contencion 5.

De una manera per se conocida y con el fin de limitar las perdidas termicas hacia el entorno externo y una tension termica excesiva de la pared trasera 5d de la carcasa de contencion 5, las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto estan provistas preferentemente de un disco 16 fabricado de un material aislante termico y configurado para cerrar el area de alimentation 7 del segundo fluido de transferencia termica.

Preferentemente, las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto tambien estan provistas de un elemento sustancialmente anular fabricado de un material aislante termico, per se convencional y no mostrado, soportado de una manera per se conocida por la pared frontal de la celda.

Preferentemente, el disco 16 se monta en direccion central sobre la pared trasera 5d por medio de elementos de sujecion per se conocidos, tal como un tornillo 17.

Segun la invention y tal como se muestra en las Figuras 4a-4d, el conducto tubular 3 del intercambiador termico 2 de las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto tiene una extension radial de los serpentines proporcional a la energla termica del intercambiador termico y tal que mantiene sustancialmente constante la extension axial del intercambiador termico a medida que varla la energla termica e igual a la extension axial del intercambiador termico 2 que tiene la minima energla termica dentro de dicho intervalo de valores de energla termica del conjunto.

Gracias a esta ultima caracterlstica y al hecho de que la extension axial de la unica carcasa de contencion 5 del conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d es igualmente constante a medida que varla la energla termica de las celdas e igual a la extension axial de la celda que tiene la minima energla termica dentro del intervalo mencionado anteriormente de valores de energla termica, es posible de manera ventajosa tener un conjunto de celdas 1a-1d que tenga las dimensiones mlnimas posibles y que tambien tenga al mismo tiempo la posibilidad de lograr una estandarizacion alta de los elementos de soporte externos de la unica carcasa de contencion 5 de las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto que pertenece al aparato o sistema en el que se instala la unica celda del conjunto.

En particular y tal como se indica anteriormente, la distancia interaxial entre los manguitos 18, 19 esta preferentemente unificada y es constante y las dimensiones de los elementos de soporte externos de la unica carcasa de contencion 5 de las celdas 1a-1d estan unificadas y son constantes a medida que varla la energla

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termica de las celdas.

Tal como se indica anteriormente y gracias al hecho de que el intercambiador termico 2 tiene un diametro interno sustancialmente constante, se deduce que la zona de alimentacion 7 del segundo fluido de transferencia termica tiene de manera correspondiente dimensiones sustancialmente constantes a medida que varla la energla termica dentro del intervalo de valores de energla termica maximos y mlnimos del conjunto, una caracterlstica que permite de manera ventajosa obtener una estandarizacion alta tambien de los componentes de la pluralidad de celdas 1a-1d del conjunto diferentes del intercambiador termico.

Por ejemplo, es posible de manera ventajosa estandarizar:

- las dimensiones del disco 16 fabricado de un material aislante termico y del elemento sustancialmente anular fabricado de un material aislante termico soportado por la pared frontal de las celdas 1a-1d,

- las dimensiones de la pared de cierre frontal de la unica carcasa 5 del conjunto,

- las dimensiones del quemador y de los correspondientes accesorios (cuando las celdas 1a-1d del conjunto son celdas de intercambio termico para aparatos de calentamiento de agua tal como en el caso preferido ilustrado en las figuras adjuntas) o las dimensiones del conducto de alimentacion de un fluido caliente (cuando las celdas 1a- 1d del conjunto son recuperadores termicos).

En la realization preferida mostrada en las figuras, el conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d comprende, a modo de ejemplo de ejemplo meramente ilustrativo y no limitante, cuatro celdas de intercambio termico 1a-1d que tienen una energla termica creciente dentro de dicho intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos, por ejemplo, entre 15 y 35 kW, en el caso de las denominadas celdas de intercambio termico de baja energla.

Preferentemente y tal como se muestra en las Figuras 1-4, la unica carcasa de contention 5 de todas las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto tiene de manera ventajosa un tamano constante a medida que varla la energla termica de la celda dentro del intervalo anterior de valores mlnimos y maximos de energla termica e igual al tamano de la carcasa de contencion 5 de la celda que contiene la minima energia termica dentro del intervalo de valores de energia termica del conjunto.

El tamano de la carcasa de contencion 5 puede seleccionarse de manera ventajosa como una funcion de la energia termica de la celda dentro de los valores preferidos indicados anteriormente.

Preferentemente, ademas, la extension transversal de la unica carcasa de contencion 5 del conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d es tal que define un asiento de alojamiento en la carcasa 5 configurado para contener el intercambiador termico 2 de maximo tamano radial dentro del conjunto de celdas, tal como se muestra mejor en la Figura 4d.

En la realizacion preferida mostrada, el conducto tubular 3 del intercambiador termico 2 tiene una section transversal de los serpentines proporcional a la energia termica del intercambiador termico 2.

Preferentemente, tal seccion transversal se obtiene proporcionando un conducto tubular de seccion transversal adecuada tal como se ilustra en la presente description.

Dentro del marco del conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d segun la invention, por lo tanto, existe una relacion preferida de proporcionalidad entre las siguientes entidades:

i) la seccion transversal de los serpentines del conducto tubular 3 del intercambiador termico 2, la extension radial de los serpentines y el caudal del primer fluido de transferencia termica que fluye en dicho conducto; y

ii) la energia termica del intercambiador termico 2.

De manera ventajosa, esta relation preferida de proporcionalidad permite mantener sustancialmente constantes las caidas de presion del primer fluido de transferencia termica la velocidad de flujo del mismo dentro del intercambiador termico 2 a medida que varia la energia termica, un efecto tecnico particularmente apreciado por los fabricantes de aparatos y sistemas de calentamiento y climatizacion.

Preferentemente, y tal como se muestra mejor en la Figura 5, la relacion entre el ancho interno W y el alto interno H de cada serpentin del intercambiador termico 2, medidos respectivamente en paralelo a un eje mayor y a un eje menor de la seccion transversal del conducto tubular 3, tambien es proporcional a la energia termica del intercambiador termico 2.

Tal como ya se ha mencionado anteriormente, tal relacion W/H es preferentemente mayor de 2,5 y mas preferentemente esta comprendida entre 2,5 y 5 como una funcion de la energia termica del intercambiador termico

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El solicitante ha observado, en particular, de manera experimental que cuando la relacion W/H entre el ancho interno y el alto interno de cada serpentin del conducto tubular 3 del intercambiador termico 2 es mayor de 2,5, es posible de manera ventajosa reducir la temperatura de los gases de combustion generados por el quemador 4 y que salen de manera radial del intercambiador termico 2 a valores inferiores a los del agua a calentar (generalmente entre 40 ° y 80 °C) que sale de la celda 1a-1d del conjunto.

De manera ventajosa, estos valores de temperatura de los gases de combustion pueden reducir la tension termica sobre el material de la carcasa de contencion 5 que estar fabricada, si se desea, de un material plastico y, esto, sin tener ferulas de proteccion de metal.

Una realizacion preferida de un metodo de fabricacion de un conjunto de celdas de intercambio termico segun la invention, en particular, de fabricacion de celdas 1a-1d descritas anteriormente, se describira ahora a continuation en referencia particular a las Figuras 1-5.

En una etapa inicial del metodo, se proporciona una unica carcasa de contencion 5 de la pluralidad de celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto, carcasa 5 que tiene una extension axial que es constante a medida que varia la energia termica de la celda dentro de un intervalo predeterminado de valores de energia termica, por ejemplo, entre 1 y 35 kW (energia baja), e igual a la extension axial de la celda que tiene la minima energia termica dentro de dicho intervalo de valores de energia termica.

En una realizacion preferida, la etapa de proporcionar la unica carcasa de contencion 5 comprende proporcionar los manguitos 18, 19 que se extienden desde la pared lateral periferica 5c de manera que los manguitos tienen una distancia interaxial constante a medida que varia la energia termica de las celdas 1a-1d del conjunto dentro del intervalo mencionado anteriormente de valores de energia termica.

En una etapa posterior, se proporciona una pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal 2, teniendo cada uno una energia termica que se encuentra dentro de dicho intervalo de valores minimos y maximos y comprendiendo cada uno el conducto tubular 3 para el flujo del primer fluido de transferencia termica en espiral alrededor del eje longitudinal X-X de la helice segun una pluralidad de serpentines.

En una realizacion preferida y tal como se ha discutido anteriormente, el numero de serpentines del conducto tubular 3 es igual al numero de serpentines del intercambiador termico 2 que tiene la minima energia termica dentro del intervalo mencionado anteriormente de valores de energia termica del conjunto.

En una realizacion preferida, la etapa de proporcionar la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos 2 comprende las etapas de:

i) proporcionar un conducto tubular 3 que tiene una section transversal de flujo de fluido de un valor predeterminado y proporcional a la energia termica a suministrar; y

ii) conformar dicho conducto 3 hasta dar una forma helicoidal para obtener una pluralidad de serpentines.

Preferentemente, el conducto tubular 3 esta en forma esencialmente cilindrica y se proporciona en la etapa i) por medio de operaciones de extrusion convencionales para obtener una longitud predeterminada igual a la longitud final a conferir al intercambiador termico 2 una vez que esta en forma helicoidal.

En el metodo de fabricacion de la realizacion preferida del conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d mostradas en las Figuras 1-5, la etapa de proporcionar la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos de forma helicoidal 2 preferentemente comprende la etapa de deformar de manera plastica a lo largo de la direction radial los serpentines del conducto tubular 3 de los intercambiadores termicos 2 de tal manera que se obtienen serpentines que tienen una seccion transversal, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal X-X de la helice.

Tal etapa de deformation plastica puede llevarse a cabo, por ejemplo, por medio de las tecnicas y el aparato descritos en la solicitud de patente internacional WO 94/16272 mencionada anteriormente en el nombre de Le Mer.

Segun la invencion, dicha etapa de deformacion plastica se lleva a cabo de tal manera que se mantiene sustancialmente constante:

- la seccion transversal de flujo de fluido del conducto tubular 3,

- la extension axial de los intercambiadores termicos 2 igual a la extension axial del intercambiador termico 2 que tiene la minima energia termica dentro del intervalo mencionado anteriormente de valores de energia termica del conjunto, y

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- el diametro interno del intercambiador termico 2.

En una realizacion alternativa preferida y tal como se ha descrito anteriormente, la etapa de proporcionar la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos 2 comprende las etapas de:

iii) proporcionar un conducto tubular 3 que tiene una seccion transversal plana de flujo de fluido de un valor predeterminado y proporcional a la energla termica;

iv) conformar el conducto tubular 3 hasta dar una forma helicoidal para obtener una pluralidad de serpentines que tienen una seccion transversal, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal X-X de la helice.

La etapa de conformar el conducto tubular 3 hasta dar una forma helicoidal puede llevarse a cabo mediante las tecnicas y aparatos per se conocidos.

Ademas, en este caso, la etapa mencionada anteriormente de conformar el conducto tubular 3 hasta dar una forma helicoidal se lleva a cabo de tal manera que se mantiene sustancialmente constante tanto la seccion transversal de flujo de fluido del conducto tubular 3, como la extension axial de los intercambiadores termicos 2 de la pluralidad mencionada anteriormente.

En una etapa adicional del metodo, se preve montar dentro de la unica carcasa de contencion 5 un intercambiador termico 2 que tiene la energla termica deseada y se selecciona dentro de la pluralidad de intercambiadores termicos mencionada anteriormente, para definir dentro de la carcasa de contencion 5 y de manera coaxial e interna con respecto al intercambiador termico 2 la zona de alimentacion 7 de los gases de combustion generados por el quemador 4.

Puesto que la pluralidad mencionada anteriormente de intercambiadores termicos 2 tiene un diametro interno sustancialmente constante a medida que varla la energla termica, la zona de alimentacion 7 tambien tiene dimensiones radiales sustancialmente constantes a medida que varla la energla termica del intercambiador termico 2 especlfico que se monta dentro de la unica carcasa de contencion 5, dimensiones radiales que son preferentemente iguales a las mlnimas posibles.

Segun el metodo de fabricacion del conjunto de celdas 1a-1d, el conducto tubular 3 del intercambiador termico 2 se dispone para tener una extension axial de los serpentines que es proporcional a la energla termica del intercambiador termico 2 y tal que mantiene sustancialmente constante la extension axial del intercambiador termico 2 a medida que varla su energla termica e igual a la extension axial del intercambiador termico 2 que tiene la minima energia termica dentro de dicho intervalo de valores de energia termica del conjunto.

La zona de alimentacion 7, por lo tanto, tambien tiene una extension axial sustancialmente constante a medida que varia la energia termica del intercambiador termico 2 especifico que se monta dentro de la unica carcasa de contencion 5, extension axial que es preferentemente igual a la minima posible.

En una realizacion preferida, la etapa de montar el intercambiador termico de forma helicoidal 2 dentro de la unica carcasa de contencion 5 comprende posicionar los extremos opuestos del conducto tubular 3 en los respectivos manguitos 18, 19 que se extienden desde la pared lateral periferica 5c d la unica carcasa de contencion 5.

Por medio de estas realizaciones preferidas, es posible de manera ventajosa obtener un conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d que tenga una energia termica diferente pero una unica carcasa de contencion 5 que tenga una extension axial constante e igual a la minima posible y con una estandarizacion alta de componentes, tal como se muestra en las Figuras 4a-4d.

La operation de las celdas de intercambio termico 1a-1d del conjunto segun la invention no difiere de la de las celdas de intercambio termico del tipo conocido y es esencialmente la siguiente.

En la practica, se lleva a cabo un intercambio termico entre el segundo fluido de transferencia termica y el primer fluido de transferencia termica alimentando el segundo fluido de transferencia termica en la zona de alimentacion 7, en este caso a modo de ejemplo y no limitante, generando gases de combustion G por medio del quemador 4 montado de manera coaxial e interna con respecto al intercambiador termico 2.

El segundo fluido de transferencia termica (gases de combustion G) fluye de manera radial a traves del intercambiador termico 2 pasando por los intersticios 6 formados entre dos serpentines sucesivos del conducto tubular 3, transfiriendo calor al primer fluido de transferencia termica (agua a calentar) que fluye dentro del conducto tubular 3 sustancialmente en contracorriente al flujo del segundo fluido de transferencia termica.

Despues de haber cruzado en direction radial el intercambiador termico 2, el segundo fluido de transferencia termica (gases de combustion G) se recoge en la camara de recogida 13 definida de manera externa con respecto al

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intercambiador termico 2 y fluye a continuacion al tapon 14 de descarga y despues sale de la celda de intercambio termico 1a-1d a traves de la abertura 9.

De manera ventajosa, el flujo del segundo fluido de transferencia termico se gula hacia el tapon 14 de descarga por medio del elemento de cierre 15 de tal manera que se limitan los desvlos directos tal como se muestra esquematicamente en las Figuras 4a-4d.

En referencia a las Figuras 6a-6d, se describira ahora una realizacion preferida adicional del conjunto de celdas de intercambio termico 1a-1d segun la invencion.

En la siguiente descripcion y en tales figuras, los elementos de las celdas que son equivalentes de manera estructural y funcional a los ilustrados anteriormente en referencia a las Figuras 1-5 se indicaran con los mismos numeros de referencia y no se describiran adicionalmente.

En la realizacion preferida mostrada en las Figuras 6a-6d, el intercambiador termico 2 difiere en que el conducto tubular 3 tiene una seccion transversal plana, cuyo eje mayor forma un angulo agudo a con respecto al eje longitudinal X-X de la helice.

Preferentemente, el angulo a tiene un valor comprendido entre 60 ° y 87 °.

Esta configuracion inclinada de los serpentines del conducto tubular 3 puede obtenerse mediante el metodo descrito anteriormente proporcionando una deformacion plastica del conducto a lo largo de una direccion que forma dicho angulo agudo a con respecto al eje longitudinal X-X de la helice.

Tal deformacion plastica puede llevarse a cabo, por ejemplo, por medio de las tecnicas y el aparato descritos en la solicitud de patente internacional WO 94/16272 mencionada anteriormente en el nombre de Le Mer.

De manera ventajosa, la configuracion inclinada de los serpentines del conducto tubular 3 de esta realizacion preferida permite aumentar la superficie del conducto tubular 3 expuesto al quemador, con un aumento de la energla radiante transmitida al intercambiador termico 2 y, por lo tanto, al primer fluido de transferencia termica, y transportar de manera eficaz el segundo fluido de transferencia termica hacia la parte trasera 5d de la carcasa 5 y, por tanto, hacia el tapon 14 de descarga.

De manera clara, un experto en la materia puede introducir modificaciones y variantes a la invencion descrita anteriormente en el presente documento con el fin de satisfacer los requisitos especlficos y contingentes de la solicitud, variaciones y modificaciones que se encuentran de todos modos dentro del alcance de proteccion tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Metodo de fabricacion de un conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) que tiene una energla termica que se encuentra dentro de un intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos, comprendiendo cada celda de intercambio termico (1a-1d) un intercambiador termico (2) montado en una respectiva carcasa de contencion (5), en donde el metodo comprende las etapas de:

a) proporcionar una unica carcasa de contencion (5) de una pluralidad de celdas de intercambio termico (1a-1d) del conjunto, teniendo dicha carcasa (5) una extension axial constante a medida que varla la energla termica de la celda (1a-1d) dentro de dicho intervalo de valores de energla termica e igual a la extension axial de la celda que tiene la minima energia termica dentro de dicho intervalo de valores de energia termica;

b) proporcionar una pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) teniendo cada uno una energia termica que se encuentra dentro de dicho intervalo de valores minimos y maximos y comprendiendo cada uno al menos un conducto tubular (3) para el flujo de un primer fluido de transferencia termica en espiral alrededor del eje longitudinal (X-X) de la helice segun una pluralidad de serpentines;

c) montar dentro de dicha unica carcasa de contencion (5) un intercambiador termico de forma helicoidal (2) que tiene una energia termica preseleccionada de dicha pluralidad de intercambiadores termicos (2) del conjunto; en donde dicha pluralidad de intercambiadores termicos (2) del conjunto tienen una extension axial y un diametro interno que son sustancialmente constantes a medida que varla la energla termica de los intercambiadores termicos dentro de dicho intervalo de valores de energia termica del conjunto para definir, de manera coaxial e interna con respecto al intercambiador termico (2), una zona de alimentacion (7) de un segundo fluido de transferencia termica que tiene dimensiones sustancialmente constantes tanto a lo largo de la direction axial como a lo largo de la direccion radial a medida que varia la energia termica; y

en donde al menos un conducto tubular (3) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) tiene una extension radial de los serpentines que, al variar la energla termica del intercambiador termico (2), varla de manera correspondiente para mantener sustancialmente constante la extension axial y el diametro interno de dicha pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) a medida que varia su energia termica dentro de dicho intervalo de valores de energla termica del conjunto e igual a la extension axial del intercambiador termico (2) que tiene la minima energla termica dentro de dicho intervalo de valores de energla termica del conjunto.
2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) comprende de dos a ocho celdas de intercambio termico (1a-1d) que tienen una energia termica creciente dentro de dicho intervalo predeterminado de valores minimos y maximos.
3. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa a) de proporcionar una unica carcasa de contencion (5) de dicha pluralidad de celdas de intercambio termico (1a-1d) del conjunto se lleva a cabo proporcionando una carcasa de contencion (5) que tiene un tamano predeterminado y constante a medida que varla la energla termica de la celda (1a -1d) dentro de dicho intervalo de valores minimos y maximos de energia termica.
4. Metodo segun la reivindicacion 3, en el que la extension transversal de dicha unica carcasa de contencion (5) del conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) es tal que define dentro de la carcasa (5) un asiento de alojamiento configurado para contener el intercambiador termico (2) de tamano radial maximo dentro del conjunto de celdas (1a-1d).
5. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que dicho al menos un conducto tubular (3) del intercambiador termico (2) tiene una section transversal de los serpentines proporcional a la energla termica del intercambiador termico (2).
6. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que la etapa b) de proporcionar dicha pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) comprende las etapas de:

i) proporcionar un conducto tubular (3) que tiene una seccion transversal de flujo de fluido de un valor predeterminado y proporcional a la energla termica a suministrar;

ii) conformar dicho conducto tubular (3) hasta dar una forma helicoidal para obtener una pluralidad de serpentines.
7. Metodo segun las reivindicaciones 1 o 6, en el que los serpentines de dicha pluralidad de serpentines de dicho al menos un conducto tubular (3) del intercambiador termico (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos tienen una seccion transversal plana, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular a dicho eje longitudinal (X-X) de la helice, o forma un angulo agudo (a) con respecto a dicho eje (X-X).
8. Metodo segun las reivindicaciones 6 y 7, en el que la etapa b) de proporcionar dicha pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) comprende ademas la etapa de deformar de manera plastica los serpentines a lo largo de una direccion radial o axial/radial para obtener dicha pluralidad de serpentines que tienen una seccion transversal plana, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal (X-X) de la helice o forma un angulo agudo (a) con respecto a dicho eje (X-X),

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en el que dicha etapa de deformacion plastica se lleva a cabo de tal manera que se mantiene sustancialmente constante tanto la seccion transversal de flujo de fluido del conducto tubular (3) como la extension axial del intercambiador termico (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos.
9. Metodo segun la reivindicacion 7, en el que la etapa b) de proporcionar dicha pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) comprende las etapas de:

iii) proporcionar un conducto tubular (3) que tiene una seccion transversal plana de flujo de fluido de un valor predeterminado y proporcional a la energla termica;

iv) conformar dicho conducto tubular (3) hasta dar una forma helicoidal para obtener una pluralidad de serpentines que tienen una seccion transversal, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular al eje longitudinal (X-X) de la helice, o forma un angulo agudo (a) con respecto a dicho eje (X-X),

en el que dicha etapa de conformado helicoidal se lleva a cabo para mantener sustancialmente constante la extension axial del intercambiador termico (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos a medida que varla la energla termica.
10. Metodo segun la reivindicacion 7, en el que dicha relacion entre el ancho interno (W) y el alto interno (H) de cada serpentln de los intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos, medidos respectivamente en paralelo a un eje mayor y a un eje menor de la seccion transversal de dicho conducto tubular (3), tiene un valor proporcional a la energla termica del intercambiador termico.
11. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa a) de proporcionar una unica carcasa de contencion (5) de dicha pluralidad de celdas de intercambio termico (1a-1d) del conjunto comprende proporcionar al menos un par de manguitos (18, 19) que se extienden desde una pared lateral periferica (5c) de la unica carcasa de contencion (5) y que tienen una distancia interaxial constante a medida que varla la energla termica de la celda (1a-1d) dentro de dicho intervalo de valores de energla termica; y en donde la etapa c) de montar dentro de dicha unica carcasa de contencion (5) dicho intercambiador termico de forma helicoidal (2) que tiene una energla termica preseleccionada de dicha pluralidad de intercambiadores termicos (2) del conjunto comprende posicionar los extremos opuestos de dicho al menos un conducto tubular (3) en un respectivo manguito (18, 19) de dicho par de manguitos (18, 19).
12. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) que tiene una energla termica que se encuentra dentro de un intervalo predeterminado de valores mlnimos y maximos, comprendiendo cada celda de intercambio termico (1a-1d) un intercambiador termico de forma helicoidal (2) de una pluralidad de intercambiadores termicos (2) del conjunto y que tiene una energla termica preseleccionada que se encuentra dentro de dicho intervalo de valores mlnimos y maximos;

en donde el conjunto comprende una unica carcasa de contencion (5) de una pluralidad de celdas de intercambio termico (1a-1d) del conjunto en el que esta montado dicho intercambiador termico de forma helicoidal (2) que tiene dicha energla termica preseleccionada de dicha pluralidad de intercambiadores termicos (2) del conjunto; en donde cada intercambiador termico de forma helicoidal (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos (2) del conjunto comprende al menos un conducto tubular (3) para el flujo de un primer fluido de transferencia termica en espiral alrededor del eje longitudinal (X-X) de la helice segun una pluralidad de serpentines;

en donde dicha pluralidad de intercambiadores termicos (2) del conjunto tiene una extension axial y un diametro interno que son sustancialmente constantes a medida que varla la energla termica de los intercambiadores termicos (2) dentro de dicho intervalo de valores de energla termica del conjunto para definir, de manera coaxial e interna con respecto al intercambiador termico (2), una zona de alimentacion (7) de un segundo fluido de transferencia termica que tiene dimensiones sustancialmente constantes tanto a lo largo de la direccion axial como a lo largo de la direccion radial a medida que varla la energla termica;

en donde dicho al menos un conducto tubular (3) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) del conjunto tiene una extension radial de los serpentines que, al variar la energla termica del intercambiador termico (2), varla de manera correspondiente para mantener sustancialmente constante la extension axial y el diametro interno de dicha pluralidad de intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) a medida que varla su energla termica dentro de dicho intervalo de valores de energla termica del conjunto e igual a la extension axial del intercambiador termico (2) que tiene la minima energia termica dentro de dicho intervalo de valores de energia termica del conjunto; y

en donde dicha unica carcasa de contencion (5) del conjunto tiene una extension axial que es constante a medida que varia la energia termica de la celda (1a-1d) e igual a la extension axial de la celda que tiene la minima energia termica dentro de dicho intervalo de valores de energia termica.
13. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) segun la reivindicacion 12, que comprende de dos a ocho celdas de intercambio termico (1a-1d) que tienen una energia termica creciente dentro de dicho intervalo predeterminado de valores minimos y maximos.
14. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) segun una cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13, en el que dicha unica carcasa de contencion (5) de dicha pluralidad de celdas de intercambio termico (1a-1d) del conjunto

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tiene un tamano predeterminado y constante a medida que varla la energla termica de la celda (1a-1d) dentro de dicho intervalo de valores mlnimos y maximos de energla termica.
15. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) segun la reivindicacion 14, en el que la extension transversal de dicha unica carcasa de contencion (5) del conjunto es tal que define dentro de la carcasa (5) un asiento de alojamiento configurado para contener el intercambiador termico (2) de tamano radial maximo dentro del conjunto de celdas (1a-1d).
16. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) segun la reivindicacion 12, en el que dicho al menos un

conducto tubular (3) del intercambiador termico (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos tiene una

seccion transversal de los serpentines proporcional a la energla termica del intercambiador termico (2).
17. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) segun la reivindicacion 12, en el que los serpentines de dicha pluralidad de serpentines de dicho al menos un conducto tubular (3) del intercambiador termico (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos tienen una seccion transversal plana, cuyo eje mayor es sustancialmente perpendicular a dicho eje longitudinal (X-X) de la helice, o forma un angulo agudo (a) con respecto a dicho eje.
18. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) segun la reivindicacion 17, en el que dicha relacion entre el ancho interno (W) y el alto interno (H) de cada serpentln de los intercambiadores termicos de forma helicoidal (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos, medidos respectivamente en paralelo a un eje mayor y a un eje menor de la seccion transversal de dicho conducto tubular (3), tiene un valor proporcional a la energla termica del intercambiador termico (2).
19. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) segun la reivindicacion 18, en el que la relacion entre el

ancho interno (W) y el alto interno (H) de cada serpentln de los intercambiadores termicos (2) de dicha pluralidad de

intercambiadores termicos tiene un valor mayor de 2,5 como funcion de la energla termica del intercambiador termico (2).
20. Conjunto de celdas de intercambio termico (1a-1d) segun una cualquiera de las reivindicaciones 12-19 anteriores, en el que dicha unica carcasa de contencion (5) del conjunto comprende al menos un par de manguitos (18, 19) que se extienden desde una pared lateral periferica (5c) de la unica carcasa de contencion (5) y que tienen una distancia interaxial constante a medida que varla la energla termica de la celda (1a-1d) dentro de dicho intervalo de valores de energla termica; y en donde los extremos opuestos de dicho al menos un conducto tubular (3) de dicho intercambiador termico de forma helicoidal (2) de dicha pluralidad de intercambiadores termicos estan situados en un respectivo manguito (18, 19) de dicho par de manguitos (18, 19).