ES2638867T3 - Arrangement and procedure for changing the temperature of a first and second fluid located in two separate receptacles - Google Patents
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Abstract
Una disposición para controlar un cambio en la temperatura de un fluido, comprendiendo la disposición: - un primer receptáculo (3) provisto de un primer elemento (5) de intercambio de energía dispuesto para poder cambiar la temperatura de un primer fluido situado en el primer receptáculo (3), estando el primer receptáculo (3) provisto además de una porción (11') de entrada de fluido y una porción (13') de salida de fluido; - un segundo receptáculo (7) provisto de un segundo elemento (9) de intercambio de energía y un tercer elemento (17) de intercambio de energía, cada uno de los cuales está dispuesto para poder efectuar un cambio de temperatura de un segundo fluido situado en el segundo receptáculo (7), estando el segundo receptáculo (7) provisto además de una porción (11) de entrada de fluido y una porción (13) de salida de fluido, en el que la disposición comprende además una fuente (15) de energía que está en comunicación de fluido con el primer elemento (5) de intercambio de energía y el segundo elemento (9) de intercambio de energía, de una manera que hace que la energía desde la fuente (15) de energía esté disponible, a través de un portador de energía, en primer lugar al primer elemento (5) de intercambio de energía para intercambiar energía con el primer fluido, y después ponerlo a disposición del segundo elemento (9) de intercambio de energía para intercambiar energía con el segundo fluido, en el que el primer fluido que se conduce al primer receptáculo (3) desde una fuente (19) de suministro de fluido, se conduce en primer lugar a través del tercer elemento (17) de intercambio de energía en el segundo receptáculo (7) para intercambiar energía con el segundo fluido, estando dispuesta la fuente (15) de energía para controlarse mediante un punto (29) de ajuste dispuesto para poder detectar la temperatura del fluido en el segundo receptáculo (7), estando colocado el punto (29) de ajuste en la porción (13) de salida de fluido del segundo receptáculo (7), caracterizada porque el primer (5) y el segundo (9) elementos (5, 9) de intercambio de energía comprenden una disposición de tuberías conectadas en serie, y en la que una porción (5') de salida de la disposición (5) de tuberías en el primer receptáculo (3) está conectada a una porción (9') de entrada de la disposición (9) de tuberías en el segundo receptáculo (7), y porque la porción (5') de salida de la disposición de tuberías (5) en el primer receptáculo (3) está situada más alta que la porción (9') de entrada de la disposición (9) de tuberías en el segundo receptáculo (7).An arrangement for controlling a change in the temperature of a fluid, the arrangement comprising: - a first receptacle (3) provided with a first energy exchange element (5) arranged to be able to change the temperature of a first fluid located in the first receptacle (3), the first receptacle (3) being further provided with a fluid inlet portion (11 ') and a fluid outlet portion (13'); - a second receptacle (7) provided with a second energy exchange element (9) and a third energy exchange element (17), each of which is arranged to be able to effect a temperature change of a second located fluid in the second receptacle (7), the second receptacle (7) being further provided with a fluid inlet portion (11) and a fluid outlet portion (13), wherein the arrangement further comprises a source (15) of energy that is in fluid communication with the first energy exchange element (5) and the second energy exchange element (9), in a manner that makes the energy from the energy source (15) available, through an energy carrier, first to the first energy exchange element (5) to exchange energy with the first fluid, and then make it available to the second energy exchange element (9) to exchange energy with the second fluid, in which the first fluid that is conducted to the first receptacle (3) from a fluid supply source (19), is first conducted through the third energy exchange element (17) in the second receptacle (7) for exchanging energy with the second fluid, the energy source (15) being arranged to be controlled by a set point (29) arranged to be able to detect the temperature of the fluid in the second receptacle (7), being placed the adjustment point (29) in the fluid outlet portion (13) of the second receptacle (7), characterized in that the first (5) and the second (9) energy exchange elements (5, 9) comprise an arrangement of pipes connected in series, and in which an outlet portion (5 ') of the pipe arrangement (5) in the first receptacle (3) is connected to an inlet portion (9') of the arrangement (9) of pipes in the second receptacle (7), and because the portion The outlet (5 ') of the pipe arrangement (5) in the first receptacle (3) is located higher than the inlet portion (9') of the pipe arrangement (9) in the second receptacle (7) .
Description
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Disposicion y procedimiento para cambiar la temperatura de un primer y un segundo fluidos situados en dos receptaculos separadosProvision and procedure for changing the temperature of a first and second fluid located in two separate receptacles
La presente invencion se refiere a una disposicion para cambiar la temperatura de un fluido situado en un receptaculo y que esta dispuesto para poder circular a traves del receptaculo. Mas precisamente, se trata de efectuar un cambio de temperatura de un primer fluido y de un segundo fluido dispuestos para poder circular a traves de un primer receptaculo y un segundo receptaculo, respectivamente. La temperatura del primer fluido y del segundo fluido esta influenciada por elementos de intercambio de energla colocados en cada uno de los receptaculos. La temperatura del segundo fluido puede estar influenciada adicionalmente por la temperatura de origen del primer fluido debido al hecho de que el primer fluido aguas arriba de la porcion de entrada del primer receptaculo circula a traves de un sistema de tuberlas que se extiende a traves de una porcion del segundo receptaculo. La invencion tambien se refiere a un procedimiento para usar la disposicion.The present invention relates to an arrangement for changing the temperature of a fluid located in a receptacle and which is arranged to be able to circulate through the receptacle. More precisely, it is a matter of effecting a temperature change of a first fluid and a second fluid arranged to be able to circulate through a first receptacle and a second receptacle, respectively. The temperature of the first fluid and the second fluid is influenced by energy exchange elements placed in each of the receptacles. The temperature of the second fluid may be further influenced by the temperature of origin of the first fluid due to the fact that the first fluid upstream of the inlet portion of the first receptacle circulates through a pipe system that extends through a portion of the second receptacle. The invention also relates to a method for using the provision.
En este documento, el termino receptaculo implica un tanque cerrado provisto de al menos una porcion de entrada de fluido y al menos una porcion de salida de fluido.In this document, the term "receptacle" implies a closed tank provided with at least one fluid inlet portion and at least one fluid outlet portion.
Una disposicion para calentar agua de consumo y llquido que circula a traves de al menos un elemento de emision de calor para calentar una habitacion, por ejemplo, se describe en este documento. Sin embargo, un experto en la tecnica sera capaz de comprender que la invencion tambien puede ser utilizada en la industria de la calefaccion y de la refrigeracion.An arrangement for heating drinking water and liquid that circulates through at least one heat emitting element for heating a room, for example, is described in this document. However, one skilled in the art will be able to understand that the invention can also be used in the heating and cooling industry.
En las viviendas modernas se ha vuelto cada vez mas comun calentar habitaciones de dla por medio del llamado calor transmitido por el agua. Esto implica que, por ejemplo, se hace circular agua caliente desde un receptaculo dentro del cual se calienta el agua, a traves de elementos de emision de calor tales como tuberla(s), radiador(es) y/o unidad(es) de ventilador, antes de que el agua vuelva de nuevo al receptaculo para recalentarse.In modern homes it has become increasingly common to heat dla rooms by means of the so-called heat transmitted by water. This implies that, for example, hot water is circulated from a receptacle into which the water is heated, through heat emitting elements such as pipe (s), radiator (s) and / or unit (s) of fan, before the water returns to the receptacle to overheat.
El documento US 4364239 divulga un aparato de suministro de agua caliente que comprende un circuito termodinamico que tiene un compresor, un condensador para intercambio de calor entre el fluido termodinamico en el circuito y una fuente de alta temperatura. Ese circuito incluye ademas un evaporador dispuesto para intercambio de calor con un fluido portador de calor no congelable que circula en un circuito colector de energla solar. Un tanque recibe un cuerpo de agua para almacenamiento de calor. Un intercambiador de calor esta dispuesto en el circuito para la circulacion del fluido portador de calor y esta situado flsicamente por encima del tanque.US 4364239 discloses a hot water supply apparatus comprising a thermodynamic circuit having a compressor, a condenser for heat exchange between the thermodynamic fluid in the circuit and a high temperature source. This circuit also includes an evaporator arranged for heat exchange with a non-freezing heat carrier fluid that circulates in a solar energy collector circuit. A tank receives a body of water for heat storage. A heat exchanger is arranged in the circuit for the circulation of the heat carrier fluid and is physically located above the tank.
El agua de consumo caliente, es decir, agua caliente descargada de una ducha o un grifo, por ejemplo, se calienta en un llamado calentador de agua. Por lo tanto, las viviendas instaladas con calor transmitido por agua deben estar provistas de dos recipientes separados para calentar el agua.Hot drinking water, that is, hot water discharged from a shower or a tap, for example, is heated in a so-called water heater. Therefore, homes installed with water-borne heat must be provided with two separate containers to heat the water.
Debido al continuo aumento de precios de la energla, se esta convirtiendo en cada vez mas comun el uso de una bomba de calor para ser capaz de reducir la cantidad de energla que debe comprarse o al menos introducirse en la disposicion para poder calentar el agua en dichos dos receptaculos.Due to the continuous increase in energy prices, it is becoming increasingly common to use a heat pump to be able to reduce the amount of energy that must be purchased or at least introduced into the arrangement to be able to heat the water in said two receptacles.
Debido a varias razones, sin embargo, se ha demostrado que es complicado instalar el control de la bomba de calor y tambien es diflcil hacer que funcione de manera satisfactoria.Due to several reasons, however, it has been shown that it is difficult to install the heat pump control and it is also difficult to make it work satisfactorily.
Normalmente, la temperatura del agua en un calentador de agua para el agua de consumo es mucho mayor que la temperatura del agua en un receptaculo para el calor transmitido por el agua. La temperatura en el calentador de agua sera tlpicamente de 70 °C, mientras que la temperatura del agua en el receptaculo para el calor transmitido por agua sera de aproximadamente 35 °C.Normally, the temperature of the water in a water heater for the drinking water is much higher than the temperature of the water in a receptacle for the heat transmitted by the water. The temperature in the water heater will typically be 70 ° C, while the temperature of the water in the receptacle for the heat transmitted by water will be approximately 35 ° C.
La necesidad de calor transmitido por agua varla, ya que depende en gran medida de la temperatura exterior, mientras que la necesidad de agua de consumo caliente es mas o menos constante durante todo el ano.The need for heat transmitted by water varies, since it depends largely on the outside temperature, while the need for hot drinking water is more or less constant throughout the year.
El sistema de control debe estar provisto de al menos dos sensores de temperatura, que son para senales de salida para controlar la bomba de calor. Esto implica un complicado procedimiento de ajuste para el usuario y tambien costes de instalacion y mantenimiento relativamente elevados.The control system must be provided with at least two temperature sensors, which are for output signals to control the heat pump. This implies a complicated adjustment procedure for the user and also relatively high installation and maintenance costs.
El objeto de la invencion es remediar o reducir al menos una de las desventajas de la tecnica anterior.The object of the invention is to remedy or reduce at least one of the disadvantages of the prior art.
El objeto se consigue por medio de las caracterlsticas descritas en la description a continuation y en las reivindicaciones posteriores.The object is achieved by means of the characteristics described in the description a continuation and in the subsequent claims.
Se ha encontrado, sorprendentemente, que dos receptaculos de fluido conocidos por si mismos y dispuestos para poder proporcionar un cambio en la temperatura de un fluido, que en un ejemplo no limitativo puede ser para el calentamiento de agua de consumo y agua para calor transportado por agua, pueden modificarse de manera relativamente sencilla, lo que permite una mayor eficiencia, una instalacion sencilla y, por lo menos, un ajuste simple para el usuario.It has been found, surprisingly, that two fluid receptacles known per se and arranged to be able to provide a change in the temperature of a fluid, which in a non-limiting example may be for heating drinking water and heat water transported by water, can be modified relatively easily, allowing greater efficiency, simple installation and, at least, a simple adjustment for the user.
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Por consiguiente, la presente invencion se refiere a una disposicion para controlar un cambio en la temperatura de un fluido, comprendiendo la disposicion:Accordingly, the present invention relates to an arrangement for controlling a change in the temperature of a fluid, the arrangement comprising:
- un primer receptaculo provisto de un primer elemento de intercambio de energla dispuesto para poder cambiar la temperatura de un primer fluido situado en el primer receptaculo, estando el primer receptaculo provisto ademas de una porcion de entrada de fluido y una porcion de salida de fluido;- a first receptacle provided with a first energy exchange element arranged to be able to change the temperature of a first fluid located in the first receptacle, the first receptacle being provided in addition to a fluid inlet portion and a fluid outlet portion;
- un segundo receptaculo provisto de un segundo elemento de intercambio de energla y un tercer elemento de intercambio de energla, cada uno de los cuales esta dispuesto para poder efectuar un cambio de temperatura de un segundo fluido situado en el segundo receptaculo, estando el segundo receptaculo provisto ademas de una porcion de entrada de fluido y una porcion de salida de fluido, en el que la disposicion comprende ademas una fuente de energla que esta en comunicacion de fluido con el primer elemento de intercambio de energla y el segundo elemento de intercambio de energla de una manera que hace que la energla desde la fuente de energla este disponible, a traves de un portador de energla, en primer lugar al primer elemento de intercambio de energla para intercambiar energla con el primer fluido, y despues ponerlo a disposicion del segundo elemento de intercambio de energla para intercambiar energla con el segundo fluido, en el que el primer fluido que se conduce al primer receptaculo desde una fuente de suministro de fluido, se conduce en primer lugar a traves del tercer elemento de intercambio de energla en el segundo receptaculo para intercambiar energla con el segundo fluido, estando dispuesta la fuente de energla para controlarse mediante un punto de ajuste dispuesto para poder detectar la temperatura del fluido en el segundo receptaculo, estando colocado el punto de ajuste en la porcion de salida de fluido del segundo receptaculo. Las caracterlsticas de caracterizacion son que el primer y el segundo elemento de intercambio de energla comprenden una disposicion de tuberlas conectada en serie, y en el que una porcion de salida de la disposicion de tuberlas en el primer receptaculo esta conectada a una porcion de entrada de la disposicion de tuberlas en el segundo receptaculo, y que la porcion de salida de la disposicion de tuberlas en el primer receptaculo esta situada mas arriba que la porcion de entrada de la disposicion de tuberlas en el segundo receptaculo.- a second receptacle provided with a second energy exchange element and a third energy exchange element, each of which is arranged to be able to effect a temperature change of a second fluid located in the second receptacle, the second receptacle being also provided with a fluid inlet portion and a fluid outlet portion, in which the arrangement also comprises a source of energy that is in fluid communication with the first energy exchange element and the second energy exchange element in a way that makes the energy from the energy source available, through an energy carrier, first to the first energy exchange element to exchange energy with the first fluid, and then make it available to the second element of energy exchange to exchange energy with the second fluid, in which the first fluid that is conducted to the first receptacu from a fluid supply source, it is first conducted through the third energy exchange element in the second receptacle for exchanging energy with the second fluid, the energy source being arranged to be controlled by a set point arranged for to detect the temperature of the fluid in the second receptacle, the set point being placed in the fluid outlet portion of the second receptacle. The characterization characteristics are that the first and the second energy exchange element comprise a pipe arrangement arranged in series, and in which an outlet portion of the pipe arrangement in the first receptacle is connected to an input portion of the arrangement of pipes in the second receptacle, and that the outlet portion of the arrangement of pipes in the first receptacle is located higher than the input portion of the arrangement of pipes in the second receptacle.
En una realizacion, al menos uno de dichos primer y segundo elementos de intercambio de energla es una disposicion de tuberlas para la circulacion de un fluido entre la disposicion de tuberlas y la fuente de energla.In one embodiment, at least one of said first and second energy exchange elements is a pipe arrangement for the circulation of a fluid between the pipe arrangement and the energy source.
La fuente de energla puede, por ejemplo, ser una bomba de calor de cualquier tipo conocido por si misma para la circulacion de un llquido o un gas. El llquido puede ser, por ejemplo, agua, y el gas puede ser, por ejemplo, freon.The source of energy can, for example, be a heat pump of any type known per se for the circulation of a liquid or a gas. The liquid can be, for example, water, and the gas can be, for example, freon.
En una realizacion preferida, y para poder utilizar una bomba de calor, ambos elementos de intercambio de energla constituyen una disposicion de tuberlas.In a preferred embodiment, and in order to use a heat pump, both energy exchange elements constitute a pipe arrangement.
En una realizacion preferida, el fluido que ha circulado a traves de dicho segundo receptaculo se devuelve a la bomba de calor, despues de lo cual el fluido de nuevo esta dispuesto para circular al primer receptaculo.In a preferred embodiment, the fluid that has circulated through said second receptacle is returned to the heat pump, after which the fluid is again arranged to circulate to the first receptacle.
En un aspecto de la invencion, el primer receptaculo es un receptaculo para el calentamiento de agua de consumo, y el segundo receptaculo es un receptaculo para la circulacion de llquido caliente a traves del al menos un elemento de emision de calor que constituye una parte de un circuito de fluido cerrado. En un ejemplo no limitativo, el elemento de emision de calor pueden ser tuberlas de agua para calefaccion de suelo, uno o mas radiadores, y/o una o mas unidades de ventilador.In one aspect of the invention, the first receptacle is a receptacle for the heating of drinking water, and the second receptacle is a receptacle for the circulation of hot liquid through the at least one heat emitting element that constitutes a part of a closed fluid circuit. In a non-limiting example, the heat emitting element may be water pipes for floor heating, one or more radiators, and / or one or more fan units.
En una realizacion preferida, una valvula de derivacion se coloca en el circuito cerrado de fluido. El proposito de la valvula de derivacion es poder mantener la circulacion del segundo fluido incluso si es deseable que el fluido no circule a traves del elemento de emision de calor.In a preferred embodiment, a bypass valve is placed in the closed fluid circuit. The purpose of the bypass valve is to be able to maintain the circulation of the second fluid even if it is desirable that the fluid does not circulate through the heat emitting element.
En una realizacion preferida, un sensor de temperatura esta colocado en una porcion del circuito de fluido cerrado para la circulacion de fluido desde el segundo receptaculo. Preferiblemente, el sensor de temperatura esta dispuesto para poder comunicarse con una unidad de control que influye en la al menos una fuente de energla. Por lo tanto, es posible controlar la temperatura del fluido en ambos receptaculos por medio de un solo punto de ajuste, por ejemplo, un termostato conocido por si mismo.In a preferred embodiment, a temperature sensor is placed in a portion of the closed fluid circuit for fluid circulation from the second receptacle. Preferably, the temperature sensor is arranged to be able to communicate with a control unit that influences the at least one source of energy. Therefore, it is possible to control the temperature of the fluid in both receptacles by means of a single set point, for example, a thermostat known per se.
En una realizacion preferida, todos los componentes, tales como tuberlas, acoplamientos de tuberlas, valvulas, bombas, elementos de intercambio de energla en los receptaculos y la fuente de energla, son de un tipo estandar usado comunmente en el campo de la invencion.In a preferred embodiment, all components, such as pipes, pipe couplings, valves, pumps, energy exchange elements in the receptacles and the energy source, are of a standard type commonly used in the field of the invention.
En una realizacion preferida, y para poder reducir cualquier intercambio de calor entre los receptaculos y los alrededores, los receptaculos estan provistos de un medio de aislamiento de un tipo conocido por si mismo. Al colocar el primer receptaculo por encima del segundo receptaculo, el medio de aislamiento tambien se coloca preferiblemente en la porcion de borde entre los receptaculos de una manera que reduce cualquier intercambio de calor entre los fluidos en los receptaculos.In a preferred embodiment, and in order to reduce any heat exchange between the receptacles and the surroundings, the receptacles are provided with an insulating means of a type known per se. By placing the first receptacle above the second receptacle, the isolation means is also preferably placed in the edge portion between the receptacles in a manner that reduces any heat exchange between the fluids in the receptacles.
La presente invencion tambien se refiere a un procedimiento para controlar un cambio en la temperatura de un fluido situado en dos receptaculos separados, realizandose el cambio de temperatura mediante una fuente de energla mutua, en el que el procedimiento incluye las etapas de:The present invention also relates to a process for controlling a change in the temperature of a fluid located in two separate receptacles, the temperature being changed by means of a mutual energy source, in which the procedure includes the steps of:
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- proporcionar un primer receptaculo con un primer elemento de intercambio de energla dispuesto para poder cambiar la temperatura de un primer fluido situado en el primer receptaculo;- providing a first receptacle with a first energy exchange element arranged to be able to change the temperature of a first fluid located in the first receptacle;
- proporcionar un segundo receptaculo con un segundo elemento de intercambio de energla y un tercer elemento de intercambio de energla, estando cada uno de dichos elementos de intercambio de energla dispuestos individualmente para poder cambiar la temperatura de un segundo fluido situado en el segundo receptaculo;- providing a second receptacle with a second energy exchange element and a third energy exchange element, each of said energy exchange elements being individually arranged to be able to change the temperature of a second fluid located in the second receptacle;
- transportar un portador de energla desde una fuente de energla al primer elemento de intercambio de energla y al segundo elemento de intercambio de energla, de manera que el portador de energla desde la fuente de energla este disponible en primer lugar para el primer elemento de intercambio de energla para intercambiar energla con el primer fluido, y a continuation haciendola disponible al segundo elemento de intercambio de energla para intercambiar energla con el segundo fluido;- transporting an energy carrier from an energy source to the first energy exchange element and the second energy exchange element, so that the energy carrier from the energy source is first available to the first exchange element of energy to exchange energy with the first fluid, and then making it available to the second energy exchange element to exchange energy with the second fluid;
- conducir el primer fluido desde una fuente de fluido a traves del tercer elemento de intercambio de energla en el segundo receptaculo para intercambiar energla con el segundo fluido antes de ser conducido al primer receptaculo;- driving the first fluid from a fluid source through the third energy exchange element in the second receptacle to exchange energy with the second fluid before being led to the first receptacle;
- controlar la fuente de energla por medio de un punto de ajuste dispuesto para poder detectar la temperatura del fluido en el segundo receptaculo. El procedimiento comprende ademas proporcionar el primer y el segundo elemento de intercambio de energla por medio de una disposition de tuberlas conectadas en serie y conectar una portion de salida de la disposicion de tuberlas a una portion de entrada de una disposicion de tuberlas en el segundo receptaculo; y- control the power source by means of a set point arranged to be able to detect the temperature of the fluid in the second receptacle. The method further comprises providing the first and second energy exchange element by means of an arrangement of pipes connected in series and connecting an outlet portion of the pipe arrangement to an input portion of a pipe arrangement in the second receptacle ; Y
colocar la porcion de salida de la disposicion de tuberlas en el primer receptaculo mas alta que la porcion de entrada de la disposicion de tuberlas en el segundo receptaculo.place the outlet portion of the pipe arrangement in the first receptacle higher than the input portion of the pipe arrangement in the second receptacle.
A continuacion, se describe un ejemplo no limitativo de una realization preferida y representada en el dibujo adjunto, mostrando la figura 1 un dibujo de principio de un ejemplo no limitativo de una disposicion para una instalacion de agua caliente en una vivienda.Next, a non-limiting example of a preferred embodiment and depicted in the accompanying drawing is described, FIG. 1 showing a principle drawing of a non-limiting example of a provision for a hot water installation in a dwelling.
Un experto en la tecnica entendera que la figura solo es un dibujo de principio que no muestra necesariamente elementos individuales representados en la escala mutuamente correcta, cuyo dibujo solo esta preparado para poder ilustrar las caracterlsticas principales de una realizacion de la presente invention.One skilled in the art will understand that the figure is only a drawing of principle that does not necessarily show individual elements represented on the mutually correct scale, whose drawing is only prepared to be able to illustrate the main features of an embodiment of the present invention.
Aun mas, una persona experta en la tecnica entendera el significado de los slmbolos utilizados para elementos individuales, incluso si no se mencionan especlficamente a continuacion. Ademas, un experto en la tecnica comprendera que pueden ser necesarios componentes adicionales a los mostrados en el dibujo principal.Furthermore, a person skilled in the art will understand the meaning of the symbols used for individual elements, even if they are not specifically mentioned below. In addition, an expert in the art will understand that additional components may be necessary to those shown in the main drawing.
En la figura, el numero de referencia 1 indica una disposicion que incluye un primer receptaculo 3 de fluido provisto de un primer elemento 5 de intercambio de energla, y un segundo receptaculo 7 de fluido provisto de un segundo elemento 9 de intercambio de energla. Cada elemento 5, 9 de intercambio de energla esta constituido por una primera bobina 5 de tuberla y una segunda bobina 9 de tuberla. Las bobinas 5, 9 de tuberla estan conectadas a una bomba 15 de calor conocida por si misma. La bomba 15 de calor puede ser de cualquier tipo conocido.In the figure, the reference number 1 indicates an arrangement that includes a first fluid receptacle 3 provided with a first energy exchange element 5, and a second fluid receptacle 7 provided with a second energy exchange element 9. Each energy exchange element 5, 9 is constituted by a first coil 5 of pipe and a second coil 9 of pipe. The tubing coils 5, 9 are connected to a heat pump 15 known per se. The heat pump 15 can be of any known type.
Cuando se utiliza una llamada bomba de calor de aire/agua, se utiliza freon como un portador de energla entre la bomba 15 de calor y los receptaculos 3, 7 de fluido.When a so-called air / water heat pump is used, freon is used as an energy carrier between the heat pump 15 and the fluid receptacles 3, 7.
Un compresor en la bomba 15 de calor, que es conocido por si mismo, comprime el gas a una alta presion y a una alta temperatura. El gas es transportado desde la bomba 15 de calor y hacia la bobina 5 de tuberlas en el primer receptaculo 3 a traves de una tuberla 3'. El gas comenzara a condensarse en la bobina 5 de tuberlas, transmitiendo as! calor al fluido situado en el primer receptaculo 3. Este fluido puede ser, por ejemplo, agua de consumo. A continuacion, por lo tanto, el primer receptaculo 3 se denominara calentador 3 de agua.A compressor in the heat pump 15, which is known to itself, compresses the gas at a high pressure and at a high temperature. The gas is transported from the heat pump 15 and into the coil 5 of pipes in the first receptacle 3 through a pipe 3 '. The gas will begin to condense on the coil 5 of pipes, thus transmitting! heat to the fluid located in the first receptacle 3. This fluid can be, for example, drinking water. Next, therefore, the first receptacle 3 will be called water heater 3.
Al aumentar gradualmente la temperatura del agua del agua de consumo en el calentador 3 de agua, la condensation del gas freon en la bobina 5 de tuberlas disminuira.By gradually increasing the water temperature of the drinking water in the water heater 3, the condensation of the freon gas in the coil of pipes 5 will decrease.
A traves de una tuberla 37, la bobina 5 de tuberlas en el calentador 3 de agua esta conectada en serie con la bobina 9 de tuberlas en el segundo receptaculo 7.Through a pipe 37, the coil of pipes 5 in the water heater 3 is connected in series with the coil 9 of pipes in the second receptacle 7.
El segundo receptaculo 7 esta dispuesto para poder calentar un llquido, por ejemplo, agua. El agua circula a traves de uno o mas de los elementos 21,23, 25 de emision de calor. Los elementos 21, 23, 25 de emision de calor pueden ser, por ejemplo, un sistema de tuberlas incrustado en un suelo, es decir, la llamada calefaccion de suelo llevada por agua, un radiador o una unidad de ventilador, todos ellos de un tipo conocido por si mismo y que es bien conocido en la tecnica. A continuacion, y por razones de simplicidad, el segundo receptaculo se denominara intercambiador 7 de calor de suelo.The second receptacle 7 is arranged to be able to heat a liquid, for example, water. Water circulates through one or more of the heat emission elements 21,23, 25. The heat emitting elements 21, 23, 25 can be, for example, a system of pipes embedded in a floor, that is, the so-called water-heated floor heating, a radiator or a fan unit, all of them of a guy known for himself and who is well known in the art. Next, and for reasons of simplicity, the second receptacle will be called floor heat exchanger 7.
El freon, en forma de gas y condensado, se conduce desde la bobina 5 de tuberlas en el calentador 3 de agua y sobre la bobina 9 de tuberlas en el intercambiador 7 de calor de suelo. El gas freon se condensara completamente en la bobina 9 de tuberlas, calentando as! el llquido en el intercambiador 7 de calor de suelo. El freon condensado se conduce desde la bobina 9 de tuberlas y de vuelta a la bomba 15 de calor a traves de una tuberla 7'.The freon, in the form of gas and condensate, is conducted from the coil of pipes 5 in the water heater 3 and over the coil of pipes 9 in the floor heat exchanger 7. The freon gas will condense completely into the coil 9 of pipes, thus heating! the liquid in the floor heat exchanger 7. The condensed freon is driven from the tubing coil 9 and back to the heat pump 15 through a pipe 7 '.
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Cuando no existe necesidad de calefaccion por medio de los elementos 21, 23, 25 de emision de calor, que a menudo es el caso durante el verano a mitad del ano, la temperatura del agua en el intercambiador 7 de calor de suelo puede aumentar de forma relativamente rapida a un nivel maximo predeterminado.When there is no need for heating by means of the heat emitting elements 21, 23, 25, which is often the case during the summer in the middle of the year, the temperature of the water in the soil heat exchanger 7 can increase by relatively quickly at a predetermined maximum level.
Cuando se ha alcanzado la temperatura predeterminada del llquido en el intercambiador 7 de calor de suelo, la bomba 15 de calor se detendra de una manera conocida por si misma, o tendra una salida reducida si usa equipos inversores controlados.When the predetermined temperature of the liquid in the floor heat exchanger 7 has been reached, the heat pump 15 will stop in a manner known per se, or have a reduced output if using controlled inverter equipment.
Independientemente de la demanda de calefaccion, sin embargo, siempre habra una necesidad de agua de consumo caliente.Regardless of the demand for heating, however, there will always be a need for hot drinking water.
Una bobina 17 de tuberlas de agua de consumo, en lo sucesivo indicada como una bobina 17 de tuberlas, se coloca en la porcion inferior del intercambiador 7 de calor de suelo. La bobina 17 de tuberlas, en una porcion 19 de entrada de la misma, esta conectada a una fuente de agua (no mostrada), por ejemplo, un sistema de distribution de agua. Una porcion de salida de la bobina 17 de tuberlas esta en comunicacion de fluido con una porcion 11' de entrada situada en la parte superior del calentador 3 de agua. La porcion 11' de entrada puede comprender una valvula 13' mezcladora, conocida por si misma.A coil 17 of drinking water pipes, hereinafter referred to as a coil 17 of pipes, is placed in the lower portion of the floor heat exchanger 7. The coil 17 of pipes, in an inlet portion 19 thereof, is connected to a water source (not shown), for example, a water distribution system. An outlet portion of the tubing coil 17 is in fluid communication with an inlet portion 11 'located at the top of the water heater 3. The inlet portion 11 'may comprise a mixing valve 13', known per se.
El agua que tiene una temperatura predeterminada puede ser capaz de fluir desde la valvula 13' mezcladora y hacia puntos 31 de descarga. Los puntos 31 de descarga pueden ser, por ejemplo, una ducha o un lavabo.Water having a predetermined temperature may be able to flow from the mixing valve 13 'and to discharge points 31. The discharge points 31 may be, for example, a shower or a sink.
Cuando el agua del sistema de distribucion relativamente frla, tlpicamente a una temperatura de 7 °C, se conduce a traves de la bobina 17 de tuberlas, esto hara que se produzca el intercambio de calor entre el agua del sistema de distribucion y el llquido en el intercambiador 7 de calor de suelo. De este modo, el llquido en el intercambiador 7 de calor de suelo se enfriara, aumentando simultaneamente la temperatura del agua en la bobina 17 de tuberlas. Esto provoca dos consecuencias muy importantes.When the water of the distribution system relatively cold, typically at a temperature of 7 ° C, is conducted through the coil 17 of pipes, this will cause heat exchange between the water of the distribution system and the liquid in the floor heat exchanger 7. In this way, the liquid in the floor heat exchanger 7 will cool, while simultaneously increasing the temperature of the water in the coil 17 of pipes. This causes two very important consequences.
Tras la reduction de la temperatura en el intercambiador 7 de calor de suelo por debajo de su punto de ajuste, la bomba 15 de calor sera operativa incluso cuando no se requiere calor para los elementos 21, 23, 25 de emision de calor. Ademas, el agua que se conduce en el calentador 3 de agua se precalentara. Esto hace posible reducir el tamano del calentador 3 de agua porque se suministra con agua precalentada mientras simultaneamente transmite calor desde el gas freon cuando se condensa en la bobina 5 de tuberlas.After the temperature reduction in the floor heat exchanger 7 below its set point, the heat pump 15 will be operative even when no heat is required for the heat emitting elements 21, 23, 25. In addition, the water that is conducted in the water heater 3 will be preheated. This makes it possible to reduce the size of the water heater 3 because it is supplied with preheated water while simultaneously transmitting heat from the freon gas when it condenses in the coil 5 of pipes.
Para poder optimizar la production de agua de consumo caliente durante todo el verano la mitad del ano se ha comprobado que es ventajoso permitir que el llquido en el intercambiador 7 de calor de suelo circule a traves de una porcion 13 de salida, a traves de una tuberla 12 y entre a traves de una porcion 11 de entrada en el mismo intercambiador 7 de calor de suelo. Esto se consigue por medio de una disposition 33 de bombeo colocada en el bucle de circulation. Una valvula 27 de derivation se coloca en el circuito de circulation de una manera que permite que el llquido del intercambiador 7 de calor de suelo fluya mas alla de los elementos 21, 23, 25 de emision de calor cuando la valvula 27 de derivacion esta abierta y cuando las valvulas 28 en la tuberla 12 estan cerradas.In order to optimize the production of hot drinking water throughout the summer half of the year it has been found that it is advantageous to allow the liquid in the floor heat exchanger 7 to circulate through an outlet portion 13, through a pipe 12 and enter through an inlet portion 11 in the same floor heat exchanger 7. This is achieved by means of a pumping arrangement 33 placed in the circulation loop. A bypass valve 27 is placed in the circulation circuit in a way that allows the liquid of the soil heat exchanger 7 to flow beyond the heat emitting elements 21, 23, 25 when the bypass valve 27 is open and when the valves 28 in the pipe 12 are closed.
Durante los periodos mas frlos del ano, la bomba 15 de calor puede estar influida por la necesidad de calor para los elementos 21, 23, 25 de emision de calor, y en lugar de la necesidad de agua de consumo caliente.During the colder periods of the year, the heat pump 15 may be influenced by the need for heat for the heat emitting elements 21, 23, 25, and instead of the need for hot drinking water.
Sorprendentemente, y en base a lo anterior, un experto en la tecnica entendera que la fuente 15 de energla, que en el ejemplo de realization es una bomba de calor, y que esta dispuesta para ser capaz de calentar el fluido en ambos receptaculos 3, 7, se puede controlar por medio de un solo punto 29 de ajuste, que puede comprender un termostato/sensor de temperatura. El termostato/sensor de temperatura 29 esta dispuesto para poder comunicarse con una unidad de control conocida por si misma, pero no mostrada, y que esta dispuesta para poder influir en la bomba 15 de calor. Esto proporciona grandes ventajas, tanto en terminos de costes de instalacion, de facilidad de uso y de costes de mantenimiento.Surprisingly, and based on the foregoing, one skilled in the art will understand that the source 15 of energy, that in the example of realization is a heat pump, and that is arranged to be able to heat the fluid in both receptacles 3, 7, can be controlled by means of a single set point 29, which can comprise a thermostat / temperature sensor. The thermostat / temperature sensor 29 is arranged to be able to communicate with a control unit known per se, but not shown, and which is arranged to be able to influence the heat pump 15. This provides great advantages, both in terms of installation costs, ease of use and maintenance costs.
En una realizacion alternativa (no mostrada), una bomba de calor se sustituye por un panel solar para calentar un llquido. El llquido calentado se hace circular, de la misma manera que el gas freon mencionado en el ejemplo anterior, a traves de las bobinas 5, 9 de tuberlas. Se puede utilizar un panel solar en serie junto con un circuito de condensador para una instalacion de refrigeracion/congelacion. Cuando se usa de esta manera, la energla sobrante se puede usar para calentar.In an alternative embodiment (not shown), a heat pump is replaced by a solar panel to heat a liquid. The heated liquid is circulated, in the same manner as the freon gas mentioned in the previous example, through the coils 5, 9 of pipes. A solar panel can be used in series together with a condenser circuit for a cooling / freezing installation. When used in this way, the excess energy can be used for heating.
En otra realizacion alternativa (no mostrada), una combination de llquido y gas a partir de un panel solar y una bomba de calor, respectivamente, se conduce a traves de las bobinas de tuberlas en uno o ambos de los receptaculos 3, 7.In another alternative embodiment (not shown), a combination of liquid and gas from a solar panel and a heat pump, respectively, is conducted through the tubing coils in one or both of the receptacles 3, 7.
En aun otra realizacion alternativa (no mostrada), una bobina de calentamiento electrica conocida por si misma se coloca ademas de la(s) bobina(s) de tuberlas, al menos en uno de los receptaculos.In yet another alternative embodiment (not shown), an electric heating coil known per se is placed in addition to the pipe coil (s), at least in one of the receptacles.
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