ES2541777T3 - Installation and procedure of hot water production - Google Patents
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Abstract
Instalación de producción de agua caliente que comprende una envoltura exterior (1), una chapa de cierre superior (2), una chapa de cierre inferior (3), un quemador (4) con dispositivo de inyección (5) y cámara de combustión (6) que comprende unos tubos de humos (7) dispuestos en la envoltura (1), así como al menos un depósito/intercambiador o un intercambiador dispuesto en el interior de la envoltura (1), constando el espacio interior de la envoltura de un tabique de separación (11) que crea en la envoltura (1) una parte superior (12) y una parte inferior (13), caracterizada por que las partes superior e inferior (12, 13) son una cámara inferior (13) y una cámara superior (12) superpuestas, de las que la cámara superior (12) se mantiene permanentemente a temperatura elevada, por que los tubos de humos atraviesan dichas cámaras superior e inferior (12, 13) y el tabique de separación (11), por que el tabique de separación (11) consta de un dispositivo de comunicación (23) entre las cámaras superior e inferior (12, 13), y por que el quemador (4) se coloca sobre la chapa de cierre superior (2), de manera que el transcurso de los humos se hace verticalmente de arriba hacia abajo mediante los tubos de humos (7) que atraviesan las dos cámaras (12, 13) que constituyen los dos circuitos primarios de la instalación, trabajando la cámara superior (12) a alta temperatura, mientras que la cámara inferior (13) se aprovecha a baja temperatura en la zona de condensación de los humos.Hot water production installation comprising an outer casing (1), an upper closing plate (2), a lower closing plate (3), a burner (4) with injection device (5) and combustion chamber ( 6) comprising smoke pipes (7) arranged in the envelope (1), as well as at least one tank / exchanger or an exchanger disposed inside the envelope (1), the interior space of the envelope consisting of a separation partition (11) that creates in the envelope (1) an upper part (12) and a lower part (13), characterized in that the upper and lower parts (12, 13) are a lower chamber (13) and a upper chamber (12) superimposed, of which the upper chamber (12) is permanently maintained at elevated temperature, because the smoke pipes pass through said upper and lower chambers (12, 13) and the partition wall (11), by that the partition wall (11) consists of a communication device (23) between the upper and lower chambers (12, 13), and because the burner (4) is placed on the upper closing plate (2), so that the course of the fumes is done vertically from top to bottom by means of the pipes of fumes (7) that pass through the two chambers (12, 13) that constitute the two primary circuits of the installation, working the upper chamber (12) at high temperature, while the lower chamber (13) is used at low temperature in the smoke condensation zone.
Description
E04447139 E04447139
07-07-2015 07-07-2015
Instalación y procedimiento de producción de agua caliente Installation and procedure of hot water production
5 La presente invención tiene como objeto una instalación de producción de agua caliente que comprende una envoltura exterior, una chapa de cierre superior, una chapa de cierre inferior, un quemador con dispositivo de inyección y cámara de combustión que comprende unos tubos de humos dispuestos en la envoltura, así como al menos un depósito/intercambiador o un intercambiador dispuesto en el interior de la envoltura, constando el espacio interior de la envoltura de una parte superior y una parte inferior. Se refiere más particularmente a una instalación de condensación que puede utilizarse para la calefacción central y/o la producción de agua caliente para uso doméstico, terciario, industrial u otro. 5 The object of the present invention is a hot water production installation comprising an outer casing, an upper closing plate, a lower closing plate, a burner with injection device and combustion chamber comprising smoke pipes arranged in the envelope, as well as at least one reservoir / exchanger or an exchanger disposed inside the envelope, the interior space of the envelope consisting of an upper part and a lower part. It refers more particularly to a condensation installation that can be used for central heating and / or the production of hot water for domestic, tertiary, industrial or other use.
Entre las calderas habituales sin condensación, se remite a un primer tipo de calderas en las que el depósitointercambiador de acero, que contiene el agua sanitaria, se sumerge en el circuito primario con el agua de Among the usual boilers without condensation, it refers to a first type of boilers in which the steel exchanger tank, which contains the sanitary water, is submerged in the primary circuit with the water of
15 calefacción. Este tipo de caldera aporta múltiples ventajas: 15 heating. This type of boiler provides multiple advantages:
-el agua sanitaria se almacena a alta temperatura (>60 ºC) lo que incrementa el confort y evita cualquier riesgo de desarrollo bacteriano, tal como la legionela; - Sanitary water is stored at high temperature (> 60 ºC) which increases comfort and avoids any risk of bacterial development, such as legionella;
-los tabiques del depósito sanitario no están en contacto directamente con las partes más calientes de la caldera gracias a la presencia del circuito primario; esto evita la formación de caliza en los puntos más calientes, así como un deterioro del rendimiento de la caldera con el tiempo; -the partitions of the sanitary tank are not in direct contact with the hottest parts of the boiler thanks to the presence of the primary circuit; this prevents the formation of limestone in the hottest points, as well as a deterioration of the boiler's performance over time;
-el depósito sanitario es libre de deformarse durante las variaciones de presiones, lo que impide que la caliza se fije sobre las paredes del intercambiador; -el volumen de agua almacenado es reducido y permite responder únicamente a una demanda punta; por 25 consiguiente, las pérdidas por parada son muy escasas; -la superficie de calentamiento del intercambiador es importante y el sistema funciona como un intercambiador -the sanitary deposit is free to deform during pressure variations, which prevents the limestone from being fixed on the walls of the exchanger; -the volume of stored water is reduced and allows only to respond to a peak demand; consequently, losses per stop are very scarce; -the heat exchanger heating surface is important and the system works like an exchanger
directo en caso de extracción elevada, el tiempo de recuperación después de extracción es muy corto; -resistencia a la corrosión mediante la utilización del acero inoxidable; -sin ánodo de protección y sin mantenimiento. Direct in case of high extraction, the recovery time after extraction is very short; -corrosion resistance through the use of stainless steel; -No protection anode and maintenance free.
No obstante, el mercado demanda calderas con un rendimiento cada vez más elevado. Este aumento de los rendimientos se traduce en la utilización de calderas de condensación en las que se recupera calor latente contenido en los humos procedentes de la combustión. La temperatura de punto de rocío es de alrededor de 55 ºC y la condensación es, por lo tanto, imposible en una caldera mantenida permanentemente a una temperatura de al However, the market demands boilers with an increasingly high yield. This increase in yields translates into the use of condensing boilers in which latent heat contained in the fumes from combustion is recovered. The dew point temperature is around 55 ° C and condensation is therefore impossible in a boiler permanently maintained at a temperature of at
35 menos 60 ºC. 35 minus 60 ° C.
Las calderas de condensación se han desarrollado para recuperar un máximo de energía de los gases de combustión. De hecho, cuando la temperatura de los gases de combustión desciende por debajo de aproximadamente 50 ºC, se forman unas gotitas de condensación sobre los elementos de intercambiador térmico y caen por la gravedad hacia la zona inferior de la caldera. Este líquido de condensación es muy corrosivo y, por lo tanto, se evita colocar el quemador abajo de la caldera a causa del deterioro rápido de este. Condensing boilers have been developed to recover a maximum of energy from combustion gases. In fact, when the temperature of the flue gases falls below about 50 ° C, condensation droplets form on the heat exchanger elements and fall by gravity towards the lower part of the boiler. This condensation liquid is very corrosive and, therefore, avoids placing the burner under the boiler due to its rapid deterioration.
Se han propuesto varias soluciones: Several solutions have been proposed:
45 -se prevé un intercambiador de condensación en la parte superior de la caldera, tal como se describe en el documento de patente FR 2 821 924. En este caso, esta zona de condensación se separada completamente de la zona de combustión mediante un fondo inclinado que garantiza la recuperación y la evacuación de los condensados; -se dispone el quemador en el centro de la caldera y se prevé una zona de condensación por debajo del quemador, tal como se describe e ilustra en el documento GB 2 140 138; -se dispone el quemador en posición invertida por encima de la caldera, tal como se describe en los documentos DE 33 29 777 o DE 36 25 479. De esta manera, pueden recuperarse fácilmente los condensados, por la gravedad, en la parte inferior de la caldera. A condensation exchanger is provided at the top of the boiler, as described in patent document FR 2 821 924. In this case, this condensation zone is completely separated from the combustion zone by an inclined bottom which guarantees the recovery and evacuation of condensates; -the burner is arranged in the center of the boiler and a condensation zone is provided below the burner, as described and illustrated in GB 2 140 138; -the burner is placed in an inverted position above the boiler, as described in documents DE 33 29 777 or DE 36 25 479. In this way, condensates can be easily recovered, by gravity, at the bottom of the boiler
55 Debe señalarse, no obstante, que estos dos últimos documentos no se refieren a calderas de condensación, pero ya ilustran la disposición del quemador invertido. 55 It should be noted, however, that these last two documents do not refer to condensing boilers, but already illustrate the arrangement of the inverted burner.
La experiencia ha demostrado que un dispositivo realizado según la técnica del depósito sumergido (llamada “annular tank in tank”), comúnmente utilizado por el solicitante, da resultados muy buenos desde el punto de vista de intercambio y de rendimiento térmico, tal como ya se ha explicado más arriba. Experience has shown that a device made according to the submerged tank technique (called “annular tank in tank”), commonly used by the applicant, gives very good results from the point of view of exchange and thermal performance, as already He explained above.
Esta técnica consiste en sumergir un depósito cilíndrico anular, que contiene el agua caliente sanitaria, en un segundo depósito exterior que forma el circuito primario. Los tubos de humos intercambian su calor en el circuito primario, que, a su vez, intercambia, a más baja temperatura, su calor en el agua caliente sanitaria mediante las This technique consists in submerging an annular cylindrical tank, which contains the domestic hot water, in a second outer tank that forms the primary circuit. The flue pipes exchange their heat in the primary circuit, which, in turn, exchanges, at a lower temperature, its heat in the domestic hot water by means of
65 paredes del depósito/intercambiador. El circuito primario, según los casos, se utiliza o bien para un circuito de calefacción, o bien se queda cerrado para una producción estricta de agua caliente. 65 tank / exchanger walls. The primary circuit, depending on the case, is used either for a heating circuit, or is closed for strict production of hot water.
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Mediante el documento US-A-4426037, se conoce una instalación de calefacción para producir agua caliente de calefacción y agua caliente sanitaria. La instalación consta de una envoltura exterior, una chapa de cierre superior, una chapa de cierre inferior, un quemador con una cámara de combustión, y unos tubos para el paso de humos de la cámara de combustión, sirviendo dichos tubos como intercambiador de calor. La envoltura consta, además, de un From US-A-4426037, a heating installation is known to produce heating hot water and domestic hot water. The installation consists of an outer casing, an upper closing plate, a lower closing plate, a burner with a combustion chamber, and pipes for the passage of fumes from the combustion chamber, said tubes serving as a heat exchanger. The envelope also consists of a
5 serpentín por el que transcurre el agua de uso doméstico para recalentarla, así como unas conexiones para unirla a un circuito de calefacción central. 5 coil through which domestic water runs to reheat it, as well as connections to connect it to a central heating circuit.
La cámara de combustión divide la envoltura en una parte inferior situada por debajo de la cámara de combustión, parte inferior en la que se extienden los tubos para el paso de los humos, y en una parte superior situada por encima de la cámara de combustión que forma un depósito en el que no se extiende ningún tubo para el paso de humos. La parte superior o depósito de escaso volumen no se calienta mediante el paso de humos. The combustion chamber divides the envelope into a lower part located below the combustion chamber, a lower part in which the pipes for the passage of fumes extend, and in an upper part located above the combustion chamber that it forms a reservoir in which no pipe for the passage of smoke extends. The upper part or low volume tank is not heated by the passage of smoke.
El objetivo de la presente invención es combinar las ventajas relacionadas con la técnica llamada “tank in tank” con la técnica de las calderas de condensación, con la finalidad de obtener una instalación térmica capaz de The objective of the present invention is to combine the advantages related to the technique called "tank in tank" with the technique of condensing boilers, in order to obtain a thermal installation capable of
15 proporcionar agua de calefacción central, así como agua sanitaria en cualquier condición y con un rendimiento próximo al rendimiento máximo teórico. 15 provide central heating water, as well as sanitary water in any condition and with a performance close to the theoretical maximum performance.
De cara a la realización de este objetivo, la instalación objeto de la presente invención se distingue por que presenta las características tales como se han especificado en las reivindicaciones adjuntas a la presente. With a view to achieving this objective, the installation object of the present invention is distinguished by the fact that it has the characteristics as specified in the claims appended hereto.
Por lo tanto, la invención tiene como objeto una instalación de producción de agua caliente que comprende una envoltura exterior (1), una chapa de cierre superior (2), una chapa de cierre inferior (3), un quemador (4) con dispositivo de inyección (5) y cámara de combustión (6) que comprende unos tubos de humos (7) dispuestos en la envoltura (1), así como al menos un depósito/intercambiador o un intercambiador dispuesto en el interior de la 25 envoltura (1), constando el espacio interior de la envoltura de un tabique de separación (11) que crea en la envoltura Therefore, the object of the invention is a hot water production installation comprising an outer casing (1), an upper closing plate (2), a lower closing plate (3), a burner (4) with device of injection (5) and combustion chamber (6) comprising smoke tubes (7) arranged in the casing (1), as well as at least one tank / exchanger or an exchanger arranged inside the casing (1 ), the interior space of the envelope consisting of a partition wall (11) that creates in the envelope
(1) una parte superior (12) y una parte inferior (13), caracterizada por que las partes superior e inferior (12, 13) son una cámara inferior (13) y una cámara superior (12) superpuestas, de las que la cámara superior (12) se mantiene permanentemente a temperatura elevada, por que los tubos de humos atraviesan dichas cámaras superior e inferior (12, 13) y el tabique de separación (11), por que el tabique de separación (11) consta de un dispositivo de comunicación (23) entre las cámaras superior e inferior (12, 13), y por que el quemador (4) se coloca sobre la chapa de cierre superior (2), de manera que el transcurso de los humos se hace verticalmente de arriba hacia abajo mediante los tubos de humos (7) que atraviesan las dos cámaras (12, 13) que constituyen los dos circuitos primarios de la instalación, trabajando la cámara superior (12) a alta (1) an upper part (12) and a lower part (13), characterized in that the upper and lower parts (12, 13) are a lower chamber (13) and an upper chamber (12) superimposed, of which the upper chamber (12) is permanently maintained at elevated temperature, because the smoke pipes pass through said upper and lower chambers (12, 13) and the separation wall (11), because the separation wall (11) consists of a communication device (23) between the upper and lower chambers (12, 13), and because the burner (4) is placed on the upper closing plate (2), so that the course of the fumes is done vertically from top down by means of the smoke pipes (7) that cross the two chambers (12, 13) that constitute the two primary circuits of the installation, working the upper chamber (12) at high
35 temperatura, mientras que la cámara inferior (13) se aprovecha a baja temperatura en la zona de condensación de los humos. 35 temperature, while the lower chamber (13) is used at low temperature in the smoke condensation zone.
Con la finalidad de hacer que se comprenda bien la invención, a continuación se describirá de ella un ejemplo de realización práctica, con la ayuda del dibujo adjunto que representa una vista en sección vertical de una caldera según la invención. In order to make the invention well understood, an example of practical embodiment will be described below, with the help of the attached drawing which represents a vertical sectional view of a boiler according to the invention.
La figura muestra un esquema de principio de un dispositivo de caldera de acuerdo con la invención. The figure shows a scheme of principle of a boiler device according to the invention.
La caldera comprende una envoltura exterior 1, generalmente cilíndrica, que comprende una chapa de cierre 45 superior 2 y una chapa de cierre inferior 3. The boiler comprises an outer envelope 1, generally cylindrical, comprising an upper closure plate 45 and a lower closure plate 3.
En el ejemplo ilustrado, se ve que en contra de la chapa superior 2 se monta un quemador 4 del que el dispositivo de inyección 5 se extiende hacia abajo en el eje de una cámara de combustión 6. In the illustrated example, it is seen that a burner 4 is mounted against the upper plate 2 from which the injection device 5 extends downward on the axis of a combustion chamber 6.
La parte inferior de esta cámara de combustión 6 se une con una serie de tubos de humos 7 que se extienden hacia abajo hasta la chapa de cierre inferior 3. Estos tubos 7 se configuran en calidad de intercambiadores térmicos, de manera que absorben y reparten al máximo el calor que proviene de los gases de combustión. The lower part of this combustion chamber 6 is connected to a series of flue pipes 7 that extend down to the lower closing plate 3. These pipes 7 are configured as heat exchangers, so that they absorb and distribute the maximum heat that comes from combustion gases.
Por debajo de la chapa inferior 3 se monta una cámara 8 destinada a recuperar los humos de combustión y los A chamber 8 is mounted below the bottom plate 3 to recover combustion fumes and
55 condensados que se forman sobre la pared interior de los tubos 7. Para ello, la cámara 8 está provista de una tubería 9 de salida de los humos y de un dispositivo 10 de recuperación y de evacuación de los condensados. 55 condensates that are formed on the inner wall of the tubes 7. To this end, the chamber 8 is provided with a flue pipe 9 and a device 10 for recovering and evacuating the condensates.
De conformidad con la invención, la caldera, ilustrada en el dibujo, se construye en dos partes, separadas en altura mediante un tabique de separación 11, de manera que se crea una cámara superior 12 y una cámara inferior 13; teniendo estas cámaras temperaturas de aprovechamiento diferentes. La cámara superior 12 trabaja a alta temperatura y dispone de un gran volumen de agua, la cámara inferior 13 se aprovecha a baja temperatura en la zona de condensación. According to the invention, the boiler, illustrated in the drawing, is constructed in two parts, separated in height by a partition 11, so that an upper chamber 12 and a lower chamber 13 are created; These cameras have different operating temperatures. The upper chamber 12 works at a high temperature and has a large volume of water, the lower chamber 13 is used at a low temperature in the condensation zone.
Los tubos de gases quemados 7 atraviesan las dos cámaras 12, 13 y el tabique de separación 11. Las cámaras 12 y The burnt gas pipes 7 pass through the two chambers 12, 13 and the separation wall 11. The chambers 12 and
65 13 constituyen los circuitos primarios de la instalación que contiene el agua utilizada para la calefacción central. Este circuito primario se compone de la manera siguiente: 65 13 constitute the primary circuits of the installation containing the water used for central heating. This primary circuit is composed as follows:
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-el retorno 16 de la canalización de la calefacción se conecta a la cámara inferior 13; -una salida 17 de esta cámara inferior 13 se conecta a través de una canalización 18 a una válvula de tres vías 19; -the return 16 of the heating pipe is connected to the lower chamber 13; - an outlet 17 of this lower chamber 13 is connected through a pipeline 18 to a three-way valve 19;
5 -esta válvula 19 regula la temperatura del agua de salida de la calefacción; para ello actúa sobre el caudal de agua que atraviesa la cámara superior 12; conectándose la canalización 20 de salida calefacción mediante un conducto 21 a una salida 22 de la cámara superior 12; 5 -this valve 19 regulates the temperature of the heating outlet water; for this, it acts on the water flow through the upper chamber 12; the heating outlet pipe 20 is connected via a conduit 21 to an outlet 22 of the upper chamber 12;
-un paso directo de agua primaria, entre las cámaras 13 y 12, se obtiene gracias a un dispositivo de comunicación 23 de los dos circuitos primarios; este dispositivo, tal como un orificio calibrado, se prevé en el tabique de separación 11. -a direct passage of primary water, between chambers 13 and 12, is obtained thanks to a communication device 23 of the two primary circuits; This device, such as a calibrated hole, is provided in the partition 11.
-llegado el caso, puede preverse un bucle de circulación primaria en la cámara 12 por medio de una canalización (no ilustrada) que reenvía el agua, eventualmente a través de una bomba de circulación, a partir de la parte superior de la cámara 12 hacia la parte inferior de esta cámara 12; - If necessary, a primary circulation loop can be provided in chamber 12 by means of a pipe (not illustrated) that forwards water, possibly through a circulation pump, from the upper part of chamber 12 towards the bottom of this chamber 12;
15 El agua de retorno de la instalación de calefacción entra, por lo general, con una temperatura de aproximadamente 30 ºC por la entrada 16 de la cámara inferior 13 y se recalienta algunos grados antes de salir, ya sea por la salida 17 hacia la válvula 19, ya sea por el dispositivo 23 del tabique 11 a la cámara superior 12. En esta cámara superior 12 el agua se calienta entre 60 y 90ºC antes de salir pasando por la válvula 19, donde se mezcla con el agua a aproximadamente 32 ºC de la canalización 18 para la salida de calefacción que necesita aproximadamente 50 ºC. Se entiende, por consiguiente, que el agua en la cámara superior 12 se mantendrá constantemente a unas temperaturas comprendidas entre 60 º y 80 ºC, mientras que la temperatura de la cámara inferior 13 se mantendrá en un intervalo algunos grados por encima de la temperatura de retorno calefacción. 15 The return water of the heating system usually enters at a temperature of approximately 30 ° C through the inlet 16 of the lower chamber 13 and overheats a few degrees before leaving, either through the outlet 17 towards the valve 19, either by the device 23 of the partition 11 to the upper chamber 12. In this upper chamber 12 the water is heated between 60 and 90 ° C before leaving through the valve 19, where it is mixed with the water at approximately 32 ° C of the channel 18 for the heating outlet that needs approximately 50 ° C. It is understood, therefore, that the water in the upper chamber 12 will be constantly maintained at temperatures between 60 ° and 80 ° C, while the temperature of the lower chamber 13 will be maintained in a range a few degrees above the temperature of heating return.
Igualmente según la invención, se dispone en cada una de estas cámaras 12, 13 un depósito/intercambiador o un Also according to the invention, in each of these chambers 12, 13 a tank / exchanger or a
25 intercambiador interno, completamente sumergido en sus cámaras respectivas. De esta manera, se dispone en la cámara superior 12 un depósito/intercambiador 14 anular y coaxial con respecto al conjunto de los tubos de humos 7 y a la envoltura cilíndrica exterior 1. 25 internal exchanger, completely submerged in their respective chambers. In this way, an annular and coaxial reservoir / exchanger 14 is disposed in the upper chamber 12 with respect to the smoke pipe assembly 7 and the outer cylindrical shell 1.
En la cámara inferior 13 se dispone un depósito/intercambiador o un intercambiador 15 de dimensiones más reducidas con respecto al depósito 14. Este depósito/intercambiador 15 es igualmente anular y coaxial con respecto al conjunto de los tubos de humos 7 y a la envoltura cilíndrica exterior 1. In the lower chamber 13 there is a tank / exchanger or an exchanger 15 of smaller dimensions with respect to the tank 14. This tank / exchanger 15 is also annular and coaxial with respect to the whole of the smoke pipes 7 and the outer cylindrical shell one.
El agua contenida en estos depósitos/intercambiadores 14, 15 está destinada al uso de agua caliente sanitaria. El circuito de esta agua se realiza de la manera siguiente: 35 -la entrada de agua fría se hace mediante la canalización 24 que lleva esta agua al depósito/intercambiador 15 de la cámara inferior 13; The water contained in these tanks / exchangers 14, 15 is intended for the use of domestic hot water. The circuit of this water is carried out in the following manner: 35 - the cold water inlet is made through the pipeline 24 that carries this water to the tank / exchanger 15 of the lower chamber 13;
-esta agua fría se recalienta mediante el intercambio de calor con los gases de combustión a través del circuito de agua primaria antes de salir del depósito/intercambiador 15 mediante una canalización 25 que conduce el agua al depósito/intercambiador 14 de la cámara superior 12; -this cold water is reheated by the exchange of heat with the flue gases through the primary water circuit before leaving the tank / exchanger 15 through a duct 25 that conducts the water to the tank / exchanger 14 of the upper chamber 12;
-mediante el contacto de este depósito/intercambiador 14 con el agua primaria de la cámara 12, el agua sanitaria se recalienta a una temperatura superior a 60 ºC antes de salir mediante la canalización 26 de alimentación de agua caliente sanitaria. -through the contact of this tank / exchanger 14 with the primary water of the chamber 12, the domestic water is reheated to a temperature higher than 60 ° C before leaving via the sanitary hot water supply pipe 26.
45 La temperatura de la cámara superior 12 se mantiene a una temperatura homogénea, eventualmente gracias a un bucle de circulación primaria. En funcionamiento calefacción, unos caudales de agua diferentes irrigan las dos cámaras 12, 13 gracias a la acción de la válvula de tres vías 19; el caudal es máximo en la parte inferior para favorecer la condensación y limitar el aumento de temperatura. El caudal en la cámara superior 12 se define mediante la posición de la válvula de tres vías 19. The temperature of the upper chamber 12 is maintained at a homogeneous temperature, possibly thanks to a primary circulation loop. In heating operation, different water flows irrigate the two chambers 12, 13 thanks to the action of the three-way valve 19; the flow rate is maximum in the lower part to favor condensation and limit the temperature increase. The flow rate in the upper chamber 12 is defined by the position of the three-way valve 19.
El circuito de los humos solo comprende un solo paso por los tubos 7, lo que simplifica la construcción y reduce el espacio necesario. The smoke circuit only comprises a single passage through the tubes 7, which simplifies the construction and reduces the necessary space.
La parte superior con la cámara 12 se mantiene a una temperatura homogénea superior a 60 ºC mediante un 55 dispositivo de regulación que actúa sobre la válvula de tres vías 19. The upper part with the chamber 12 is maintained at a homogeneous temperature higher than 60 ° C by means of a regulating device that acts on the three-way valve 19.
El volumen de la cámara inferior 13 (baja temperatura) es limitado, lo que permite reducir la inercia durante el paso de un modo de funcionamiento a alta temperatura a un modo de funcionamiento a baja temperatura. The volume of the lower chamber 13 (low temperature) is limited, which allows reducing inertia during the transition from a high temperature mode of operation to a low temperature mode of operation.
Con el fin de demostrar las ventajas reales en funcionamiento práctico, unos ensayos han dado como resultado las siguientes constataciones: In order to demonstrate the real advantages in practical operation, some tests have resulted in the following findings:
a) Funcionamiento calefacción a alta temperatura: a) High temperature heating operation:
65 -La temperatura del agua de retorno es de 60 ºC. -La temperatura del agua de salida es de 80 ºC. 65 -The temperature of the return water is 60 ºC. -The temperature of the outlet water is 80 ºC.
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07-07-2015 07-07-2015
-El aumento de temperatura en la parte inferior es escaso. -The temperature increase in the lower part is scarce.
-La temperatura del agua primaria en la cámara superior es homogénea e igual o superior a 60 ºC (por lo tanto, el agua caliente sanitaria está disponible en cualquier momento). Resultado de ensayos: -The temperature of the primary water in the upper chamber is homogeneous and equal to or greater than 60 ºC (therefore, domestic hot water is available at any time). Test result:
5 Carga nominal (Qn) = 39 kW Rendimiento en el agua (sobre pci) = 99,0 % (pci = poder calorífico inferior) Temp. media de la cámara 12: 77 ºC. 5 Nominal load (Qn) = 39 kW Water yield (above pci) = 99.0% (pci = lower calorific value) Temp. chamber mean 12: 77 ° C.
b) Funcionamiento de calefacción a baja temperatura: b) Low temperature heating operation:
-La temperatura de agua de retorno es de 30 ºC. -La temperatura de agua de salida es de 50 ºC. -El aumento de la temperatura en la cámara inferior 13 es escaso. -La temperatura del agua en la cámara superior 12 es homogénea e igual a la temperatura deseada del agua -The return water temperature is 30 ºC. -The outlet water temperature is 50 ° C. -The temperature increase in the lower chamber 13 is low. -The water temperature in the upper chamber 12 is homogeneous and equal to the desired water temperature
15 caliente sanitaria (superior a 60 ºC). -La temperatura de salida de 50 ºC se alcanza gracias a la mezcla en la válvula de tres vías 19 de una parte del agua que proviene de la cámara inferior 13 y de una parte del agua que proviene de la cámara superior 15 sanitary hot (over 60 ºC). -The outlet temperature of 50 ° C is achieved thanks to the mixing in the three-way valve 19 of a part of the water that comes from the lower chamber 13 and a part of the water that comes from the upper chamber
12. 12.
Resultados de ensayos: Carga nominal (Qn) = 39 kW Rendimiento en el agua (sobre pci) = 107,5 % Temp. media de la cámara 12: 85 ºC 30 % de carga, T retorno = 30 ºC (directiva 92/42/EEC) Rendimiento en el agua (sobre pci) = 108,6 % Test results: Nominal load (Qn) = 39 kW Water yield (above pci) = 107.5% Temp. chamber average 12: 85 ºC 30% load, T return = 30 ºC (directive 92/42 / EEC) Water performance (above pci) = 108.6%
25 Temp. media de la cámara 12: 72 ºC. 25 Temp. chamber mean 12: 72 ° C.
c) Funcionamiento en modo: agua caliente sanitaria únicamente: c) Mode operation: domestic hot water only:
-La temperatura del agua fría es de 10 ºC. -El aumento de temperatura en la cámara inferior 13 es escaso. -El agua sanitaria pasa del depósito-intercambiador inferior 15 hacia el depósito-intercambiador superior 14 -The temperature of the cold water is 10 ºC. -The temperature increase in the lower chamber 13 is low. - The sanitary water passes from the lower exchanger tank 15 to the upper exchanger tank 14
que se mantiene a la temperatura deseada del agua caliente sanitaria. which is maintained at the desired temperature of domestic hot water.
Resultados de ensayos: Carga nominal (Qn) = 39,0 kW Test results: Nominal load (Qn) = 39.0 kW
35 Caudal continuo, ΔT = 30 K Rendimiento en el agua (sobre pci) = 105,9 % Carga nominal (Qn) = 39,0 kW Caudal continuo, ΔT = 50 K Rendimiento en el agua (sobre pci) = 105% 35 Continuous flow, ΔT = 30 K Water yield (over pci) = 105.9% Nominal load (Qn) = 39.0 kW Continuous flow, ΔT = 50 K Water performance (over pci) = 105%
De ello se desprende que la instalación de producción de agua caliente según la invención llega a resolver los problemas planteados y a proponer una caldera de uso múltiple, que combina las ventajas siguientes: condensación en modo calefacción y en modo agua caliente sanitaria, almacenamiento de agua sanitaria a alta temperatura (>60 ºC) integrado, producción elevada de agua caliente sanitaria. It follows that the hot water production facility according to the invention comes to solve the problems raised and propose a multi-purpose boiler, which combines the following advantages: condensation in heating mode and in domestic hot water mode, storage of sanitary water at high temperature (> 60 ºC) integrated, high production of domestic hot water.
45 El régimen de condensación se alcanza tanto en modo calefacción como en modo sanitario, pero igualmente en funcionamiento mixto (sanitario + calefacción). 45 The condensation regime is achieved both in heating mode and in sanitary mode, but also in mixed operation (sanitary + heating).
Por consiguiente, el funcionamiento calefacción a muy baja temperatura llega a ser posible, manteniendo al mismo tiempo el almacenamiento de agua caliente sanitaria a muy alta temperatura. Consequently, heating operation at a very low temperature becomes possible, while maintaining the storage of domestic hot water at a very high temperature.
Por lo tanto, la caldera según la invención comprende dos circuitos primarios que se aprovechan a temperaturas diferentes. La parte superior funciona a alta temperatura y comprende un depósito/intercambiador para la producción de agua caliente sanitaria. Therefore, the boiler according to the invention comprises two primary circuits that are used at different temperatures. The upper part operates at high temperature and comprises a tank / exchanger for the production of domestic hot water.
55 El quemador se coloca en la parte superior de la caldera y el transcurso de los humos se hace verticalmente de arriba hacia abajo en un intercambiador que atraviesa los dos circuitos primarios. 55 The burner is placed in the upper part of the boiler and the fumes run vertically from top to bottom in an exchanger that crosses the two primary circuits.
Los caudales de agua en cada uno de los circuitos primarios se regulan en función de la temperatura de salida deseada. Water flows in each of the primary circuits are regulated according to the desired outlet temperature.
Leyendas: Legends:
1 envoltura cilíndrica exterior 65 2 chapa de cierre superior 3 chapa de cierre inferior 1 outer cylindrical shell 65 2 upper closure plate 3 lower closure plate
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07-07-2015 07-07-2015
- 4 4
- quemador burner
- 5 5
- dispositivo de inyección del quemador burner injection device
- 6 6
- cámara de combustión combustion chamber
- 7 7
- tubos de humos smoke pipes
- 5 5
- 8 cámara de los humos 8 smoke chamber
- 9 9
- tubería de salida de los humos flue outlet pipe
- 10 10
- conducto de evacuación de los condensados condensate drain line
- 11 eleven
- tabique de separación partition wall
- 12 12
- cámara superior upper chamber
- 10 10
- 13 cámara inferior 13 lower chamber
- 14 14
- depósito/intercambiador superior upper tank / exchanger
- 15 fifteen
- depósito/intercambiador inferior lower tank / exchanger
- 16 16
- entrada/retorno calefacción heating input / return
- 17 17
- salida cámara inferior lower chamber output
- 15 fifteen
- 18 canalización de salida 18 output pipe
- 19 19
- válvula de tres vías Valve of three paths
- 20 twenty
- canalización salida calefacción heating outlet pipe
- 21 twenty-one
- conducto conduit
- 22 22
- salida cámara superior upper chamber output
- 20 twenty
- 23 dispositivo de comunicación de los circuitos primarios 2. 3 primary circuit communication device
- 24 24
- entrada agua fría sanitaria sanitary cold water inlet
- 25 25
- canalización agua sanitaria sanitary water pipe
- 26 26
- salida agua caliente sanitaria domestic hot water outlet
Claims (14)
- 2. 2.
- Instalación según la reivindicación 1 para la calefacción de agua de un circuito primario, caracterizada por que la cámara inferior (13) y la cámara superior (12) presentan cada una una salida (17, 22) para el circuito primario. Installation according to claim 1 for water heating of a primary circuit, characterized in that the lower chamber (13) and the upper chamber (12) each have an outlet (17, 22) for the primary circuit.
- 3. 3.
- Instalación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la cámara Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the chamber
- 4. Four.
- Instalación según la reivindicación 3, caracterizada por que el depósito/intercambiador o el intercambiador inferior (15) y el depósito/intercambiador superior (14) se unen entre sí mediante una canalización (25). Installation according to claim 3, characterized in that the tank / exchanger or the lower exchanger (15) and the tank / upper exchanger (14) are joined together by a pipe (25).
- 5. 5.
- Instalación de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada por que el depósito/intercambiador inferior (15) presenta una entrada (24) para llevar agua fría sanitaria y el depósito/intercambiador superior (14) presenta una salida (26) para evacuar agua caliente sanitaria. Installation according to claim 4, characterized in that the lower tank / exchanger (15) has an inlet (24) for carrying domestic cold water and the upper tank / exchanger (14) has an outlet (26) for evacuating domestic hot water .
- 6. 6.
- Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el o los tubos de Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the tube (s) of
- 7. 7.
- Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la cámara inferior (13) consta de una entrada (16) de retorno del circuito primario. Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the lower chamber (13) consists of a return input (16) of the primary circuit.
- 8. 8.
- Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende una válvula de tres vías (19) unida mediante una canalización a la cámara inferior (13) y mediante una canalización (21) a la cámara superior (12). Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a three-way valve (19) connected by a pipe to the lower chamber (13) and by a pipe (21) to the upper chamber (12).
- 12. 12.
- Instalación según la reivindicación 11, caracterizada por que la cámara de los humos (8) está provista de una tubería (9) de salida de los humos y de un conducto (10) de recuperación y de evacuación de los condensados. Installation according to claim 11, characterized in that the smoke chamber (8) is provided with a flue outlet pipe (9) and a condensate recovery and evacuation pipe (10).
- 13. 13.
- Procedimiento de producción de agua caliente de calefacción para un circuito primario y/o de agua caliente sanitaria por medio de una instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores. Production process for heating hot water for a primary circuit and / or for domestic hot water by means of an installation according to any one of the preceding claims.
- 14. 14.
- Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que la temperatura del agua en la cámara superior Method according to claim 13, characterized in that the temperature of the water in the upper chamber
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