INTERCAMBIADOR DE CALOR.

Intercambiador de calor (10), en particular para piscinas, con un cuerpo hueco alargado con conexiones para la afluencia y evacuación de un primer y un segundo medio,

en el que el primer medio se conduce a contracorriente o como corriente en el mismo sentido respecto a un segundo medio a través del cuerpo hueco alargado y el segundo medio atraviesa un tubo (11) helicoidal que se extiende longitudinalmente axialmente entre las caras frontales del cuerpo hueco, y en el que de la superficie lateral interior del cuerpo hueco sobresalen varios elementos de desvío (18) en el espacio interior del cuerpo hueco que desvían la corriente del primer medio, caracterizado porque los elementos de desvío (18) sobresalen en una sucesión alternante, de las caras del cuerpo hueco respectivamente opuestas, en el espacio interior del cuerpo hueco hasta en la zona del tubo (11) helicoidal, de forma que terminan entre dos hélices y porque la superficie lateral interior del cuerpo hueco presenta por tramos varias constricciones cóncavas (17)

La invención se refiere a un intercambiador de calor, en particular para piscinas, con un cuerpo hueco alargado con conexiones para la afluencia y evacuación de un primer y un segundo medio, en el que el primer medio se conduce a contracorriente o como corriente en el mismo sentido respecto a un segundo medio a través del cuerpo hueco alargado y el segundo medio atraviesa un tubo helicoidal que se extiende longitudinalmente axialmente entre las caras frontales del cuerpo 5 hueco, y en el que de la superficie lateral interior del cuerpo hueco sobresalen varios elementos de desvío en el espacio interior del cuerpo hueco que desvían la corriente del primer medio.

Los intercambiadores de calor para piscinas se utilizan para calentar el agua de baño como primer medio con la ayuda de un medio calefactor como segundo medio. Habitualmente se utilizan para ello intercambiadores de calor que se componen esencialmente de un gran tubo para el agua de baño y un serpentín calefactor colocado en él para un medio 10 calefactor. Cuando los dos medios atraviesan sus conductos correspondientes, el agua de baño absorbe el calor del medio calefactor el cual se enfría debido a ello. El serpentín calefactor puede adoptar formas cualesquiera dentro del intercambiador de calor. La efectividad de los intercambiadores de calor depende entre otros del tamaño de la superficie del serpentín calefactor dentro del intercambiador de calor. Cuanto mayor es la superficie de serpentín calefactor tanto más efectivo es el intercambiador de calor. Para el aumento de la superficie el serpentín calefactor se dispone habitualmente de forma helicoidal 15 dentro del intercambiador de calor. En el caso de intercambiadores de calor del tipo descritos anteriormente, el medio a calentar fluye de forma centrada a través del serpentín calentador espiral o el medio circula por fuera alrededor de las espirales calefactoras. El mismo principio se utiliza también en calentadores de paso continuo en los que el serpentín calefactor es un serpentín calefactor que puede calentarse eléctricamente. La diferencia respecto a un intercambiador de calor consiste en que en un calentador de paso continuo se cede esencialmente más calor al agua que lo atraviesa. Todas las 20 configuraciones del intercambiador de calor según la invención mencionadas en la descripción y en las reivindicaciones pueden transferirse en principio a un calentador de paso continuo del mismo tipo constructivo.

Un intercambiador de calor semejante se describe, por ejemplo, en el documento DE 100 51 756 B4. Un medio calefactor se conduce a la carcasa del intercambiador de calor a través conductos de suministro montados perpendicularmente en la carcasa del intercambiador de calor y atraviesa el serpentín calefactor. Al mismo tiempo el agua de 25 baño se guía axialmente longitudinalmente en el intercambiador de calor, en este caso circula alrededor del serpentín calefactor y absorbe debido a ello calor. Las direcciones de circulación de ambos medios a través del intercambiador de calor se seleccionan en sentido opuesto una respecto a otra.

El documento US 5,309,987 describe un intercambiador de calor con placas desviadoras que se extienden hasta pocas aberturas de forma circular sobre la superficie lateral interior de una carcasa cilíndrica y se ocupan de generar un flujo 30 turbulento del medio circulante. Mediante la disposición angular oblicua de las chapas desviadoras respecto al eje longitudinal de la carcasa existe el peligro de que en zonas puntuales se originen debido a las turbulencias que aparecen zonas de retención, a partir de las que el primer medio utilizado sólo fluye de forma insuficientemente de tal manera que sólo puede producirse una transferencia de calor insuficiente.

El documento US 2,893,484 describe un intercambiador de calor que posee una carcasa cilíndrica en cuya superficie 35 lateral interior están previstas aletas guiadoras dispuestas de forma espiral. Mediante esta disposición espiral de las aletas guiadoras se genera una corriente laminar claramente mayor, al contrario que en la zona central del espacio interior de la carcasa en el que está dispuesto el tubo helicoidal, de forma que existe el peligro de que el primer medio se detenga en la zona del tubo helicoidal y no fluya.

El objetivo de la presente invención es mejorar intercambiadores de calor semejantes de forma que se optimice la 40 eficiencia energética, debiendo ser sin embargo compacta la construcción del intercambiador de calor y ahorrando espacio.

Este objetivo se resuelve mediante el intercambiador de calor según la reivindicación 1 que está caracterizado porque los elementos de desvío sobresalen en una sucesión alternante, de las caras del cuerpo hueco respectivamente opuestas, en el espacio interior del cuerpo hueco hasta en la zona del tubo helicoidal, de forma que terminan entre dos hélices y porque la superficie lateral interior del cuerpo hueco presenta por tramos varias constricciones cóncavas. 45

Variamtes de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes.

El intercambiador de calor según la invención está previsto en particular para calentar el agua de piscinas, pero también pueden calentarse otros fluidos. Por ejemplo, el intercambiador de calor podría utilizarse para el calentamiento del agua de acuarios. El intercambiador de calor según la invención es apropiado en principio también para utilizarse como intercambiador de frío. 50

El efecto del intercambiador de calor según la invención consiste en particular en que los elementos de desvío existentes conducen el agua de abastecimiento a calentar de forma orientada en la dirección del tubo helicoidal. Además, la

velocidad de la corriente del primer medio (agua de abastecimiento) se controlará, de forma que a lo largo del serpentín de tubo helicoidal se consigue un tiempo de permanencia más largo y por consiguiente una transmisión de calor mayor.

El primer medio que fluye se conduce por el elemento de desvío de forma orientada entre los tubos helicoidales, generándose una aceleración del flujo en la zona de la constricción del cuerpo hueco alargado y reducciones de presión en las zonas de ensanchamiento del espacio interior del cuerpo hueco situadas entre las constricciones y por consiguiente 5 velocidades de flujo menores.

Según una configuración especial de la invención, el cuerpo hueco alargado está configurado de forma oval o elíptica en sección transversal, estando los elementos de desvío dispuestos preferiblemente en los lados estrechos del óvalo. También esta medida optimiza tanto el tiempo de permanencia del primer medio en la zona del serpentín tubular helicoidal, como también la estabilidad de la carcasa del intercambiador de calor. 10

Adicionalmente entre dos elementos de desvío adyacentes están dispuestas preferiblemente de dos a tres espiras de 360º del tubo helicoidal. Se ha demostrado que esta optimización crea una transmisión de calor lo mayor posible entre el tubo helicoidal y el primer medio. Con la misma finalidad la configuración del tubo helicoidal sirve como tubo ondulado que, a diferencia de un tubo de pared plana, tiene una superficie mayor.

La superficie lateral interior del cuerpo hueco presenta una superficie plana, por lo que se evitan depósitos y 15 turbulencias indeseadas del primer medio que circula por allí.

Además, para la optimización del flujo de corriente del primer medio los elementos de desvío son cuerpos planos con un borde interior preferiblemente curvado de manera cóncava.

Tanto por motivos técnicos en la fabricación, como también para impedir la emisión de calor indeseada de la carcasa al entorno exterior, el cuerpo hueco alargado, preferiblemente inclusive los elementos de desvío, está hecho de plástico en 20 particular poliamida. La carcasa de plástico puede fabricarse en particular mediante moldeo por inyección.

En otra configuración de la invención el cuerpo hueco alargado está compuesto de varias piezas tubulares que pueden insertarse unas en otras y que están unidas entre sí de forma separable. De esta forma y manera se crea un intercambiador de calor realizado de forma modular que está compuesto de muchas piezas individuales en número discreccional de plástico resistente al calor y ante todo resistente a la corrosión con elevado efecto aislante y elevada 25 seguridad contra calcificación.

Para la fijación del cuerpo hueco alargado en una pared, su carcasa posee lengüetas que sobresalen en su superficie lateral exterior...

1. Intercambiador de calor (10), en particular para piscinas, con un cuerpo hueco alargado con conexiones para la afluencia y evacuación de un primer y un segundo medio, en el que el primer medio se conduce a contracorriente o como corriente en el mismo sentido respecto a un segundo medio a través del cuerpo hueco alargado y el segundo medio atraviesa un tubo (11) helicoidal que se extiende longitudinalmente axialmente entre las caras frontales del cuerpo hueco, y en el que de 5 la superficie lateral interior del cuerpo hueco sobresalen varios elementos de desvío (18) en el espacio interior del cuerpo hueco que desvían la corriente del primer medio, caracterizado porque los elementos de desvío (18) sobresalen en una sucesión alternante, de las caras del cuerpo hueco respectivamente opuestas, en el espacio interior del cuerpo hueco hasta en la zona del tubo (11) helicoidal, de forma que terminan entre dos hélices y porque la superficie lateral interior del cuerpo hueco presenta por tramos varias constricciones cóncavas (17). 10

2. Intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo hueco alargado está configurado de forma oval o elíptica en sección transversal, estando dispuestos los elementos de desvío (18) preferiblemente en los lados estrechos del óvalo.

3. Intercambiador de calor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque entre dos elementos de desvío (18) adyacentes están dispuestas de dos a tres espiras de 360º del tubo (11) helicoidal. 15

4. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tubo (11) helicoidal es un tubo ondulado.

5. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la superficie lateral interior del cuerpo hueco presenta una superficie lisa.

6. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los elementos de desvío 20 (18) son cuerpos planos que presentan preferiblemente un borde interior curvado de manera cóncava.

7. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el cuerpo hueco alargado, preferiblemente inclusive los elementos de desvío, está compuesto de plástico en particular poliamida, constando además preferiblemente el cuerpo hueco alargado de varias piezas tubulares que pueden insertarse unas en otras y que están unidas entre sí de forma separable. 25

8. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cuerpo hueco alargado presenta lengüetas (301) que sobresalen en su superficie lateral exterior con una ruptura para el paso de un tornillo de fijación (31).

9. Intercambiador de calor según la reivindicación 8, caracterizado porque para la fijación del cuerpo hueco alargado en una pared (32) está previsto un estribo (39), cuyos extremos (33, 34) están curvados 180º y presentan orificios 30 dispuestos de forma congruente observado en una vista en planta para el paso de un vástago de un perno o de un tornillo.

10. Intercambiador de calor según la reivindicación 9, caracterizado porque el estribo (39) presenta una sección central (38) de forma cóncava que presenta preferiblemente el mismo radio de curvatura o trazado de curvatura que el cuerpo hueco alargado (30).

11. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque los elementos de 35 desvío (18) son piezas de pared individuales que sobresalen en el espacio interior del cuerpo hueco de forma vertical o inclinada en 2º a 3º respecto a la vertical.

12. Intercambiador de calor según la reivindicación 11, caracterizado porque los elementos de desvío sobresalen en sucesión alternativa, de caras respectivamente opuestas, en el interior del cuerpo hueco, preferiblemente una dimensión de borde de 1/3 a 1/7, además preferiblemente 1/5, del diámetro interior del cuerpo hueco. 40

13. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la superficie lateral interior del cuerpo hueco presenta al menos parcialmente un perfil ondulado en la dirección del eje longitudinal, siendo las constricciones del diámetro preferiblemente del 5% al 10% del interior de la carcasa.

14. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque las conexiones para el primer y segundo medio están dispuestas frontalmente. 45

15. Intercambiador de calor según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el tubo (11) helicoidal es un serpentín calefactor que puede calentarse eléctricamente o porque el intercambiador de calor está configurado como calentador de paso continuo.