DISPOSITIVO CALEFACTOR COMPACTO PARA LA OBTENCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA Y AIRE CALIENTE EN AUTOCARAVANAS Y VEHÍCULOS SIMILARES.

1. Dispositivo calefactor compacto para la obtención de agua caliente sanitaria y aire caliente en autocaravanas y vehículos similares que comprende:

- un circuito cerrado

(10) de líquido calo-portador impulsado mediante una bomba de circuito cerrado, integrando dicho circuito cerrado (10) un primer tramo (11) que está en contacto térmico con una primera fuente de energía calorífica (50), y un segundo tramo (12) bifurcado formado por una derivación de bifurcación (15), un primer ramal (13), un segundo ramal (14), y una derivación de conjunción (16);

- un circuito abierto (20) de agua caliente sanitaria abierto y conectado por un extremo de entrada a un depósito o fuente de agua apta para consumo humano, y conectado por un extremo de salida a un depósito o sistema de recogida de aguas residuales, y disponiendo en tramos intermedios de equipos de consumo de agua caliente;

- un intercambiador de calor líquido-líquido (30), a través del cual circula el líquido calo-portador del primer ramal (13) del circuito cerrado y el agua del circuito abierto (20) de agua caliente sanitaria a través de una porción del circuito abierto (21) de agua caliente sanitaria;

- un intercambiador de calor líquido-gas (40) a través del cual circula el líquido calo-portador del segundo ramal (14) del circuito cerrado y aire ambiental suministrado a través de una entrada de aire ambiental (41), y expulsado a través de una salida de aire ambiental (42) calentado;

caracterizado porque:

- el dispositivo calefactor comprende una unidad calefactora formada por una carcasa (60) que integra al menos el intercambiador líquido-líquido (30), el intercambiador líquido-gas (40), el segundo tramo (12) bifurcado del circuito cerrado, una porción del primer tramo (11), la entrada de aire ambiental (41), la salida de aire ambiental (42) calentado, y la porción del circuito abierto (21) de agua caliente sanitaria que incluye el intercambiador líquido-líquido (30);

- la primera fuente de energía calorífica (50) es ajena a la carcasa (60), y obtiene el calor de la quema de un combustible; y

- las porciones del circuito abierto (21) de agua caliente sanitaria y del circuito cerrado (10) integradas en la carcasa (60) disponen de conexiones de acople (61) en sus extremos para permitir su conexión y desconexión respecto a porciones de circuito abierto (20) de agua caliente sanitaria y de circuito cerrado (10) ajenas a la carcasa (60).

2. Dispositivo calefactor según reivindicación 1 caracterizado porque el volumen de líquido calo-portador contenido en el circuito cerrado (10), en litros, es al menos 600 veces mayor que el caudal suministrado por la bomba que impulsa el líquido calo-portador, en litros/segundo.

3. Dispositivo calefactor según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la primera fuente de energía calorífica (50) es un motor de combustión de un vehículo portador del dispositivo calefactor.

4. Dispositivo calefactor según reivindicación 3 caracterizado porque el circuito cerrado (10) incluye el sistema de refrigeración del motor del vehículo portador del dispositivo calefactor.

5. Dispositivo calefactor según reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la primera fuente de energía calorífica (50) es un dispositivo pre-calentador de líquidos por combustión en una cámara cerrada.

6. Dispositivo calefactor según reivindicación 1, 2, 3 ó 4 caracterizado porque el circuito cerrado (10) incluye un depósito (70) de líquido calo-portador intercalado en el circuito cerrado (10), situado aguas abajo de los intercambiadores (30 y 40), y aguas arriba de la primera fuente de energía calorífica (50).

7. Dispositivo calefactor según reivindicación 6 caracterizado porque el depósito (70) de líquido calo-portador incluye una segunda fuente de calor (51), que obtiene el calor a partir de energía eléctrica.

8. Dispositivo calefactor según reivindicación 7 caracterizado porque el primer tramo (11) del circuito cerrado (10) dispone de un by-pass (17) que evita la primera fuente de energía calorífica (50), y que se activa o desactiva mediante unas válvulas (18) en sus puntos de unión con el primer tramo (11).

9. Dispositivo calefactor según reivindicación 6, 7 ó 8 caracterizado porque el depósito (70) de líquido calo-portador está integrado en la carcasa (60).

10. Dispositivo calefactor según reivindicación 6, 7 ó 8 caracterizado porque el depósito (70) de líquido calo-portador es ajeno a la carcasa (60).

11. Dispositivo calefactor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el intercambiador líquido-líquido (30) y el intercambiador líquido-gas (40) se desactivan de forma independiente mediante al menos una válvula dispuesta en la derivación de bifurcación (15).

12. Dispositivo calefactor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la salida de aire ambiental (42) calentado está conectado con al menos uno de los siguientes accesorios:

un secador de pelo;

un armario de secado de ropa;

una salida inferior de aire caliente situada bajo la autocaravana para fundir la nieve que rodea dicha autocaravana;

una salida de aire caliente al exterior para calentar una zona exterior de la autocaravana techada y cerrada.

13. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el circuito cerrado (10) incluye radiadores, y/o superficies radiantes en su recorrido externa a la carcasa (60).

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201431363.

Solicitante: LUQUE TRIVIÑO, Raúl.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LUQUE TRIVIÑO,Raúl.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > Calentadores de agua que tienen medios para producir... > F24H1/48 (Calentadores de agua para calefacción central que incluyen medios para calentar el agua sanitaria)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > F24H6/00 (Calentadores de agua y aire combinados (F24H 8/00 tiene prioridad))
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Fragmento de la descripción:

DISPOSITIVO CALEFACTOR COMPACTO PARA LA OBTENCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA Y AIRE CALIENTE EN AUTOCARAVANAS Y VEHÃ?CULOS SIMILARES

Campo de la técnica La presente invención concierne al campo de los dispositivos calefactores compactos para la obtención de agua caliente sanitaria y aire caliente en autocaravanas y vehículos similares, para su calefacción, y para disfrutar de agua caliente.

Estado de la técnica Se conocen múltiples dispositivos calefactores compactos, con la capacidad de calentar simultáneamente aire y agua, con el fin de obtener calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) . Ejemplo de este tipo de dispositivos es el documento JP2002039549, que describe una unidad que proporciona agua caliente y aire caliente mediante un intercambiador de 15 calor y un quemador de gas integrados en dicha unidad. Algunos de estos dispositivos están especialmente diseñados para autocaravanas y vehículos similares, como el descrito en el documento EP0633434A1, que contempla tres cámaras concéntricas, conteniendo la cámara interior un quemador de combustible, la segunda cámara contiene el fluido del sistema de calefacción, y la tercera cámara el ACS. 20 Ninguno de estos antecedentes contempla que la fuente de energía calorífica sea una fuente externa y ajena al dispositivo calefactor compacto, pero se conocen otros documentos que describen la utilización del calor residual del motor de un vehículo de combustión para la producción de ACS o calefacción. Los documentos FR2507752A1, EP1426601A1 y DE19516406A1 describen sistemas calefactores que acumulan el calor generado por un motor de combustión en un depósito, para el posterior uso de ese calor, pero no prevén la utilización instantánea de ese calor, sin acumulación.

Por otro lado, el documento DE102007034245A1 contempla el aprovechamiento del calor residual de los gases de escape de una combustión como fuente de calor para un sistema 30 calefactor, pero no se contempla la utilización de dos intercambiadores de calor para obtener aire y agua calientes. El documento GB957460A si contempla la utilización del líquido refrigerante de un motor de combustión para la obtención de ACS de forma instantánea, en

el momento de requerir su consumo, pero no se contempla la producción de aire caliente para calefacción.

Breve descripción de la invención 5 La presente invención concierne a un dispositivo calefactor compacto para la obtención de agua caliente sanitaria (ACS) y aire caliente en caravanas, autocaravanas, vehículos recreativos y otros vehículos similares. Dichos vehículos requieren de agua caliente sanitaria (ACS) ya que integran demanda de agua caliente en diferentes grifos como por ejemplo de ducha, lavamanos, fregadero y/o toma exterior de agua caliente, y también integran calefacción ya que su aislamiento es limitado y frecuentemente se emplazan en zonas frías y sus ocupantes duermen en su interior.

El dispositivo calefactor propuesto comprende:

• un circuito cerrado de líquido calo-portador impulsado mediante una bomba de circuito cerrado, integrando dicho circuito cerrado un primer tramo que está en contacto térmico con una primera fuente de energía calorífica, y un segundo tramo bifurcado formado por una derivación de bifurcación, un primer ramal, un segundo ramal, y una derivación de conjunción;

• un circuito abierto de agua caliente sanitaria conectado por un extremo de entrada a un depósito o fuente de agua apta para consumo humano, y conectado por un extremo de salida a un depósito o sistema de recogida de aguas residuales, y disponiendo en tramos intermedios de equipos de consumo de agua caliente;

• un intercambiador de calor líquido-líquido, a través del cual circula el líquido calo

portador a través del primer ramal del circuito cerrado y el agua a calentar que circula 25 a través de una porción del circuito abierto de agua caliente;

• un intercambiador de calor líquido-gas a través del cual circula el líquido caloportador a través del segundo ramal del circuito cerrado y aire ambiental suministrado a través de una entrada de aire ambiental, y expulsado a través de una salida de aire ambiental calentado;

El circuito cerrado permite transportar la energía térmica desde la primera fuente de energía calorífica hasta los intercambiadores de calor mediante el bombeo del fluido calo-portador.

Dicho bombeo puede efectuarse mediante una bomba incluida en la carcasa o mediante una bomba incluida en la primera fuente de energía calorífica. Debido a la existencia de dos intercambiadores de calor y de una primera fuente de calor, el circuito cerrado consta de un primer tramo que tiene una fracción en contacto térmico con la fuente de calor, y un segundo tramo que se bifurca entre un primer y un segundo ramales mediante la derivación de bifurcación, separando el fluido calo-portador en una fracción que es conducida al intercambiador líquido-líquido, y otra fracción que es conducida al intercambiador líquido-gas. Tras el paso del fluido calo-portador por los intercambiadores, y por consiguiente tras la entrega de parte de la energía calorífica contenida en el líquido caloportador, las dos fracciones del fluido calo-portador vuelven a juntarse, junto con los dos ramales, mediante la derivación de conjunción. Una vez juntado de nuevo, el fluido caloportador es conducido nuevamente hasta la primera fuente de energía calorífica, mediante el primer tramo del circuito cerrado, donde el fluido es nuevamente calentado, y nuevamente conducido hasta los intercambiadores de calor.

El dispositivo calefactor también cuenta con un circuito abierto de agua caliente sanitaria destinada al consumo humano y al aseo, que obtiene agua potable de un depósito o de una toma a una red de suministro, que dispone de unos equipos de consumo de agua caliente sanitaria, como por ejemplo un grifo o una ducha, el agua consumida es expulsada del circuito abierto de agua caliente sanitaria a un depósito de aguas residuales o mediante una conexión a un sistema de saneamiento.

El intercambiador líquido-líquido, a través del cual pasa el primer ramal del circuito cerrado, también es atravesado por una fracción del circuito abierto de agua caliente sanitaria. Esta fracción del circuito abierto de agua caliente se encuentra aguas arriba de los equipos de consumo de agua caliente sanitaria alimentados por dicho dispositivo calefactor.

El dispositivo propuesto incluye además las siguientes características innovadoras:

• el dispositivo calefactor comprende una unidad calefactora formada por una carcasa que integra al menos el intercambiador líquido-líquido, el intercambiador líquido-gas, el tramo bifurcado del circuito cerrado, la entrada de aire ambiental, la salida de aire ambiental calentado, y la porción del circuito abierto de agua caliente sanitaria que incluye el intercambiador líquido-líquido;

• la primera fuente de energía calorífica es ajena a la carcasa, y obtiene el calor de la quema de un combustible; y

• las porciones del circuito abierto de agua caliente sanitaria y del circuito cerrado integradas en la carcasa disponen de conexiones de acople en sus extremos para permitir su conexión y desconexión respecto a porciones de circuito abierto de agua caliente sanitaria y de circuito cerrado ajenas a la carcasa.

La carcasa integra los intercambiadores de calor, y las conducciones que los alimentan, pero no contiene la primera fuente de energía calorífica, ni por lo tanto tampoco una parte del circuito cerrado. Esta característica permite que la unidad calefactora propuesta pueda instalarse en espacios interiores, sin requerir una ventilación para la extracción de los gases de escape de la combustión...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo calefactor compacto para la obtención de agua caliente sanitaria y aire caliente en autocaravanas y vehículos similares que comprende:

• un circuito cerrado (10) de líquido calo-portador impulsado mediante una bomba de circuito cerrado, integrando dicho circuito cerrado (10) un primer tramo (11) que está en contacto térmico con una primera fuente de energía calorífica (50) , y un segundo tramo (12) bifurcado formado por una derivación de bifurcación (15) , un primer ramal (13) , un segundo ramal (14) , y una derivación de conjunción (16) ;

• un circuito abierto (20) de agua caliente sanitaria abierto y conectado por un extremo de entrada a un depósito o fuente de agua apta para consumo humano, y conectado por un extremo de salida a un depósito o sistema de recogida de aguas residuales, y disponiendo en tramos intermedios de equipos de consumo de agua caliente;

• un intercambiador de calor líquido-líquido (30) , a través del cual circula el líquido 15 calo-portador del primer ramal (13) del circuito cerrado y el agua del circuito abierto

(20) de agua caliente sanitaria a través de una porción del circuito abierto (21) de agua caliente sanitaria;

• un intercambiador de calor líquido-gas (40) a través del cual circula el líquido caloportador del segundo ramal (14) del circuito cerrado y aire ambiental suministrado a 20 través de una entrada de aire ambiental (41) , y expulsado a través de una salida de

aire ambiental (42) calentado; caracterizado por que:

• el dispositivo calefactor comprende una unidad calefactora formada por una carcasa (60) que integra al menos el intercambiador líquido-líquido (30) , el intercambiador

líquido-gas (40) , el segundo tramo (12) bifurcado del circuito cerrado, una porción del primer tramo (11) , la entrada de aire ambiental (41) , la salida de aire ambiental (42) calentado, y la porción del circuito abierto (21) de agua caliente sanitaria que incluye el intercambiador líquido-líquido (30) ;

• la primera fuente de energía calorífica (50) es ajena a la carcasa (60) , y obtiene el 30 calor de la quema de un combustible; y

• las porciones del circuito abierto (21) de agua caliente sanitaria y del circuito cerrado (10) integradas en la carcasa (60) disponen de conexiones de acople (61) en sus

extremos para permitir su conexión y desconexión respecto a porciones de circuito abierto (20) de agua caliente sanitaria y de circuito cerrado (10) ajenas a la carcasa (60) .

2. Dispositivo calefactor según reivindicación 1 caracterizado por que el volumen de líquido calo-portador contenido en el circuito cerrado (10) , en litros, es al menos 600 veces mayor que el caudal suministrado por la bomba que impulsa el líquido calo-portador, en litros/segundo.

3. Dispositivo calefactor según reivindicación 1 o 2 caracterizado por que la primera fuente de energía calorífica (50) es un motor de combustión de un vehículo portador del dispositivo calefactor.

4. Dispositivo calefactor según reivindicación 3 caracterizado por que el circuito cerrado (10) incluye el sistema de refrigeración del motor del vehículo portador del dispositivo calefactor. 5. Dispositivo calefactor según reivindicación 1 o 2 caracterizado por que la primera fuente de energía calorífica (50) es un dispositivo pre-calentador de líquidos por combustión en una cámara cerrada.

6. Dispositivo calefactor según reivindicación 1, 2, 3 o 4 caracterizado por que el circuito cerrado (10) incluye un depósito (70) de líquido calo-portador intercalado en el circuito cerrado (10) , situado aguas abajo de los intercambiadores (30 y 40) , y aguas arriba de la primera fuente de energía calorífica (50) .

7. Dispositivo calefactor según reivindicación 6 caracterizado por que el depósito (70) de líquido calo-portador incluye una segunda fuente de calor (51) , que obtiene el calor a partir de energía eléctrica.

8. Dispositivo calefactor según reivindicación 7 caracterizado por que el primer tramo (11) del circuito cerrado (10) dispone de un by-pass (17) que evita la primera fuente de energía calorífica (50) , y que se activa o desactiva mediante unas válvulas (18) en sus puntos de unión con el primer tramo (11) .

9. Dispositivo calefactor según reivindicación 6, 7 o 8 caracterizado por que el depósito (70) de líquido calo-portador está integrado en la carcasa (60) . 10. Dispositivo calefactor según reivindicación 6, 7 o 8 caracterizado por que el depósito

(70) de líquido calo-portador es ajeno a la carcasa (60) .

11. Dispositivo calefactor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el intercambiador líquido-líquido (30) y el intercambiador líquido-gas (40) se desactivan de forma independiente mediante al menos una válvula dispuesta en la derivación de bifurcación (15) .

12. Dispositivo calefactor según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la salida de aire ambiental (42) calentado está conectado con al menos uno de los siguientes accesorios:

un secador de pelo; un armario de secado de ropa;

una salida inferior de aire caliente situada bajo la autocaravana para fundir la nieve que rodea dicha autocaravana; una salida de aire caliente al exterior para calentar una zona exterior de la autocaravana techada y cerrada.

13. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por 15 que el circuito cerrado (10) incluye radiadores, y/o superficies radiantes en su recorrido externa a la carcasa (60) .

DIBUJOS