Dispositivo evaporador de residuos líquidos producidos en las calderas de condensación.

Dispositivo evaporador de residuos líquidos producidos en las calderas de condensación que comprende un colector

(2) que dispersa el condensado sobre dos bloques de absorción (5) superpuestos que retienen el líquido. Un ventilador centrífugo (12) acelera la evaporación del líquido de los bloques de absorción y difunde el vapor al exterior de la caldera a través de una rejilla de lamas planas (11). Para facilitar la evaporación, el aire de entrada al dispositivo proviene del interior de la caldera a través de rejillas de lamas planas (17) en la tapa superior del dispositivo (13). Rejillas de lamas onduladas (10) retienen el líquido que haya quedado en el aire. Un depósito de seguridad (7) almacena los condensados no evaporados. Cuando el líquido del depósito (7) supera un determinado nivel, un sensor (8) envía una señal a una central electrónica (9) que interrumpe el funcionamiento de la caldera y emite señales de alarma acústica y visual.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330870.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ARENAS REINA, JOSE MANUEL, BLAYA HARO,FERNANDO, ISLÁN MARCOS,Manuel Enrique.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > F24H8/00 (Calentadores de fluidos que tienen medios de producción de calor especialmente concebidos para extraer por condensación el calor latente de los humos)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > B01D1/00 (Evaporación (secado de materiales sólidos y objetos por evaporación de líquidos retenidos F26B))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > SISTEMAS DE CALEFACCION DOMESTICA O PARA OTROS LUGARES,... > F24D17/00 (Sistemas de suministro de agua caliente para uso doméstico (combinado con sistemas de calefacción doméstica o de otros lugares F24D 1/00 - F24D 15/00))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA... > F24H9/00 (Partes constitutivas)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION > SISTEMAS DE CALEFACCION DOMESTICA O PARA OTROS LUGARES,... > Detalles (de calentadores de aire o de agua F24H... > F24D19/08 (Dispositivos de drenaje, ventilación o aireación (válvulas de drenaje F16K, p. ej. F16K 21/00, para ventilación o aireación F16K 24/00))
  • 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)
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Dispositivo evaporador de residuos líquidos producidos en las calderas de condensación.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo evaporador de residuos líquidos producidos en las calderas de condensación. Sector técnico

Calderas de condensación para calefacción y agua caliente sanitaria.

Antecedentes de la invención

La caldera de una instalación de calefacción y agua caliente sanitaria se encarga de transferir la energía producida en la combustión a un fluido caloportador que transporta dicha energía hasta las unidades terminales mediante tuberías o conductos. En este proceso la caldera actúa como un intercambiador de calor en el que existe conducción a través de los materiales de la misma, convección en el circuito de humos y radiación desde el quemador a las paredes del hogar.

En este sentido y según la Directiva Europea 92/42/CEE, las calderas de condensación están diseñadas para condensar de forma permanente una parte importante del vapor de agua contenido en los gases de combustión. El enfriamiento de los humos de salida hasta la condensación permite mejorar considerablemente la eficiencia de la caldera (hasta un rendimiento sobre el PCI aproximado del 109%).

Así pues, un aspecto característico del funcionamiento de las calderas de condensación es la presencia de un residuo líquido procedente de la condensación de los humos producidos en la combustión. Estos condensados deben recogerse en la salida del circuito de humos y evacuarse al exterior de manera continua. Normalmente este residuo líquido es evacuado directamente hacia los desagües domésticos. En algunas ocasiones y dependiendo del combustible utilizado por la caldera, puede ser necesario antes de esta evacuación un tratamiento previo para neutralizar dichos condensados.

Por tanto, las calderas de condensación deben situarse próximas a un desagüe (o alternativamente incluir la instalación de una tubería que la conecte con el desagüe) para facilitar la evacuación del líquido condensado.

Esta exigencia limita mucho las posibilidades de ubicación de las calderas de condensación en las nuevas edificaciones y crea importantes dificultades de instalación cuando se trata de sustituir una caldera tradicional (normalmente alejada de los desagües) por una caldera de condensación. En este último caso, el encarecimiento de las obras de instalación y/o las deficiencias estéticas que ocasionan las tuberías de desagüe pueden restringir el uso de estas calderas a pesar de su mayor eficiencia energética y menor consumo de combustible.

Por ello, la presente invención tiene por objeto proponer un sistema para vaporizar el líquido residual procedente de la condensación que favorezca su dispersión aérea y evite la necesidad de conexión de las calderas de condensación a la red de desagües domésticos.

Aunque no hay referencias sobre sistemas de evaporación de los residuos líquidos que generan las calderas de condensación, si existen algunas invenciones relativas a la evaporación de agua en frigoríficos, aires acondicionados, residuos industriales, etc. Así, la empresa Orbaiceta (patente ES235702- U, 1979) propone un dispositivo de evaporación del agua del frigorífico que aprovecha el calor de los tubos que conducen el líquido refrigerante en la misma salida del compresor. Heriberto Emilio Fratini (patente AR206188-A1, 1976) propone un sistema para evaporar el agua procedente de la condensación en aparatos de aire acondicionado mediante calentamiento del depósito donde se acumula el agua.

Rodney Rasmussen (patente US 2010/0139871 A1, 2010) propone un sistema de evaporación de agua acumulada procedente de residuos industriales mediante un tratamiento de pulverización que facilita la evaporación y la separación de los residuos sólidos. J. Keith Reidhead (patente US 2010/0230057 A1, 2010) plantea un sistema de evaporación de aguas residuales que consta de una cámara donde se ha creado una fuerte corriente de aire. Por efecto Venturi, el agua se introduce en la cámara; este proceso provoca atomización en pequeñas gotas del agua y favorece su evaporación.

Aunque no existen referencias sobre agentes o tejidos adecuados para absorber líquidos residuales de las calderas de condensación, si existen invenciones relativas a la retención o absorción de agua. Así, Robert H. Peterson y James T. Summers (patente ES 2118425 T3, 1998) proponen un tejido hilado celulósico acrílico absorbente del agua. Thomas Daniel et al. (patente ES 2271690 T3, 2007) plantean unas estructuras reticuladas de polímeros hidrófilos flexibles que absorben líquidos mediante la formación de hidrogel.

Así pues, la presente invención tiene por objeto proponer un dispositivo para vaporizar el líquido residual procedente de la condensación característica de las calderas de condensación mediante la retención del líquido en un material absorbente para su posterior evaporación y difusión aérea mediante ventilador. Esta solución evitará la necesidad de conexión de estas calderas a la red de desagües domésticos. Con ello, se facilitará una ubicación más flexible de la caldera y una considerable reducción de sus costes de instalación. Así pues, la invención propuesta impulsará una mayor implantación de este tipo de calderas (tanto en nuevas edificaciones como para sustituir las calderas tradicionales) caracterizadas por un menor consumo de combustible y una mayor eficiencia energética.

Descripción de la invención

La presente invención se refiera a un dispositivo evaporador de los residuos líquidos que se producen en las calderas de condensación. Este dispositivo está diseñado para situarse en la parte inferior de la caldera y consta de varias zonas funcionales.

Una primera zona está destinada a dispersar en forma de gotas el líquido condensado. Para ello, el condensado es conducido por gravedad a un colector con geometría en forma de H. Este colector está compuesto por 3 tubos dispuestos en forma de H. En las 2 ramas exteriores de la H los tubos poseen agujeros distribuidos de manera que su número se incrementa linealmente con la distancia al centro del colector para facilitar una dispersión superficial uniforme del condensado. Este líquido disperso cae en forma de gotas sobre la zona de absorción.

Esta segunda zona funcional consta de dos bloques de absorción esponjosos (por ejemplo, de fibra de celulosa) situados a diferente altura. Cada bloque se sustenta en una estructura resistente de material inoxidable (por ejemplo, aluminio). El bloque de absorción situado debajo recoge el líquido que no haya podido ser absorbido por la primera esponja. La estructura resistente que sustenta los bloques de absorción tiene forma de ortoedro y consta de un perfil perimetral de tubo de material inoxidable (por ejemplo, aluminio) de sección rectangular que sustenta una rejilla formada por varillas unidas (por ejemplo, mediante electrosoldadura si son de aluminio). Una de las caras de la estructura resistente es desmontable para facilitar la sustitución del material absorbente. Para facilitar este mantenimiento, la estructura se asienta sobre guías de material inoxidable y va provista de un tirador frontal que facilita su extracción por parte del usuario.

La tercera zona funcional está destinada a favorecer y acelerar la evaporación del líquido en los bloques esponjosos. Para ello, se utiliza un ventilador centrífugo que, por un lado, acelera la evaporación del líquido retenido en la zona de absorción y, por otro, difunde este vapor al exterior de la caldera a través de una rejilla de lamas aerodinámicas. Para mejorar el rendimiento de este proceso evaporativo, el aire de entrada al dispositivo proviene del interior de la caldera; es decir, es aire caliente. Esta entrada de aire se efectúa a través de dos o más rejillas de lamas planas aerodinámicas situadas en la parte superior del dispositivo. Dos...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos que se producen en las calderas de condensación caracterizado porque comprende:

- un colector (2) compuesto por 3 tubos (30) dispuestos en forma de H, cuyas ramas exteriores poseen una pluralidad de agujeros (31) distribuidos de manera que su número se incrementa linealmente con la distancia al centro del colector para dispersar uniformemente el líquido condensado

- dos bloques de absorción (26) situados a diferente altura que se sustentan en una estructura resistente de material inoxidable (4) para la absorción del líquido condensado

- Dos o más rejillas de lamas planas de entrada de aire (17), dos o más rejillas de lamas onduladas separadoras de gotas del aire (10) situadas entre los bloques de absorción (5), un ventilador centrífugo (12) y una rejilla de lamas planas para difusión al exterior (11), cuya función conjunta es la de facilitar la evaporación del condensado retenido en los bloques de absorción

- un depósito de seguridad extraíble (7) para almacenar los condensados no evaporados que incorpora un desagüe de seguridad (6)

- medios electrónicos de control del dispositivo configurados para: detectar el

nivel de condensado mediante un sensor de nivel (8) y para la interrupción del funcionamiento de la caldera y la emisión de una señal de alarma acústica (20) y otra visual (21) mediante una central electrónica de alarma (9)

- Un receptáculo formado por 4 paneles exteriores (13, 14, 18) para albergar el dispositivo evaporador y 2 paneles interiores de separación de zonas (15, 16).

2. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicación 1 caracterizado porque los paneles exteriores (13, 14, 18) del receptáculo y los paneles separación de zonas (15, 16) son de tipo sándwich constituidos a partir de dos capas de material inoxidable y el interior relleno de un material aislante.

3. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque el panel frontal (18) es desmontable para facilitar la instalación y el mantenimiento del dispositivo.

4. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque cada bloque de absorción (26) es de fibra de celulosa.

5. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la estructura resistente (4) consta de un perfil perimetral de sección transversal rectangular (23) que sustenta una rejilla formada por varillas (24) unidas formando una cuadrícula y constituyendo el conjunto un paralelepípedo.

6. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicaciones 1 a 5

caracterizado porque la cara posterior (25) de la estructura resistente (4) es desmontable.

7. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicaciones y a 6

caracterizado porque la estructura resistente (4) se asienta sobre una guía (3) y dispone de un tirador frontal (27) que facilita su extracción.

8. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicaciones 1 a 7

caracterizado porque las rejillas de lamas planas de entrada de aire (17) van provistas de lamas aerodinámicas y se sitúan en el panel superior del receptáculo (13) para aprovechar el aire caliente del interior de la caldera.

9. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicaciones 1 a 8

caracterizado porque la rejillas de lamas onduladas separadoras de gotas del aire (10), están ubicadas en el panel separador (15) entre zona húmeda y seca del dispositivo y se sitúan por debajo de cada bloque de absorción (5).

10. Dispositivo evaporador de los residuos líquidos según reivindicaciones 1 a 9

caracterizado porque la rejilla de difusión al exterior (11) dispone de lamas aerodinámicas y se sitúa en el panel lateral del receptáculo del dispositivo.