SISTEMA DE PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE SANITARIA.

Sistema de producción de agua caliente sanitaria, que comprende un compresor (1),

encargado de elevar la presión y temperatura de un refrigerante en estado gaseoso, un primer y un segundo intercambiadores de calor (3 - 6), un circuito cerrado de agua (8) con válvula de recirculación (10), que pasa a través del primer intercambiador (3) de calor y a través de un tanque (9) contenedor de agua caliente sanitaria, y medios (4 - 5) para seleccionar el paso de los vapores procedentes del compresor (1) hacia el primero o segundo intercambiadores de calos (3 - 6).

Sistema de producción de agua caliente sanitaria.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un sistema para producción de agua caliente sanitaria para bombas de calor y sistemas de aire acondicionado y refrigeración, cuyo principio de funcionamiento se base en un ciclo de compresión de vapor de simple etapa y en las que el proceso de compresión se realice mediante un compresor accionado eléctricamente.

Antecedentes de la invención Para el fin expuesto ya son conocidos otros sistemas de producción de agua caliente sanitaria. Los sistemas conocidos pueden clasificarse en 4 grupos. El primer grupo incluye aquellos sistemas en los que el agua caliente sanitaria se produce en un depósito equipado con un serpentín interior por el que se hace circular agua caliente procedente del condensador de la bomba de calor, del sistema de aire acondicionado o del sistema de refrigeración (sistema utilizado por la mayoría de fabricantes de bomba de calor) . El segundo grupo incluye aquellos sistemas denominados como producción de agua caliente sanitaria instantánea que consisten en utilizar un intercambiador de calor externo en los que el agua sanitaria se calienta en dicho intercambiador mediante una corriente de agua caliente que se hace circular por dicho intercambiador procedente de un depósito y, normalmente, forzada por una bomba (sistema utilizado normalmente en instalaciones con bomba de calor y otros sistemas tales como con calderas, paneles solares, etc) . El tercer grupo incluye aquellos sistemas en los que el agua caliente sanitaria se produce en un tanque mediante un serpentín por el interior del cual circula el propio refrigerante de la bomba de calor, del sistema de aire acondicionado o del sistema de refrigeración (utilizado en bomba de calor Panasonic y bombas de calor termodinámicas) . Por último en el cuarto grupo se incluyen aquellos sistemas en los que se utiliza un intercambiador desrecalentador dispuesto en serie con el condensador de la instalación y en el que se calienta una porción del caudal de agua que ya se ha calentado previamente en el condensador, lo que permite obtener un caudal reducido de agua a alta temperatura que se envía directamente a un depósito en el que se produce el agua caliente sanitaria, bien de forma instantánea (patente iDM, fabricante de bombas de calor) , o bien mediante su circulación por un serpentín (patente Danfoss, fabricante de bombas de calor) . Los dos sistemas existentes de este grupo 4 se caracterizan por que el caudal de agua que se utiliza para la producción del agua caliente sanitaria circula primero por el condensador y posteriormente sólo una parte de este caudal circula por el desrecalentador.

Descripción de la invención La presente invención tiene por objeto un sistema para producción de agua caliente sanitaria, mediante bombas de calor y sistemas de aire acondicionado y refrigeración.

La instalación de la invención se enmarca dentro de los sistemas de bomba de calor, cuyo principio de funcionamiento es un sistema de compresión de vapor que funcione según un ciclo de compresión simple, en el que el proceso de compresión se realiza mediante un compresor accionado eléctricamente y que extrae energía en forma de calor del terreno (geotérmicas) o del ambiente (aerotérmicas) y que ceden energía, también en forma de calor, a agua que se calienta y que se utiliza para la producción de agua caliente sanitaria y calefacción.

La invención se refiere igualmente a las bombas de calor geotérmicas o aerotérmicas, como a las indicadas en el párrafo anterior, y que sean reversibles, es decir, que mediante la utilización de los dispositivos adecuados, puedan invertir su ciclo de funcionamiento, de tal forma que extraen energía en forma de calor de uno o varios locales en los que se desean mantener unas condiciones determinadas de temperaturas y/o humedad y que aportan energía en forma de calor a agua que se utiliza para la producción de agua caliente sanitaria.

La invención también se refiere a sistemas de aire acondicionado y de refrigeración cuyo principio de funcionamiento es un sistema de compresión de vapor que funcione según un ciclo de compresión simple o doble etapa, en el que los procesos de compresión existentes se realizan mediante un compresor accionado eléctricamente y en los que toda o parte de la energía liberada por el refrigerante, en el proceso de condensación, se cede en forma de calor a agua que se calienta y se utiliza para la producción de agua caliente sanitaria.

La invención consiste en un sistema de producción de agua caliente sanitaria que se basa en la utilización de dos intercambiadores de calor, para realizar el proceso de condensación (desrecalentamiento, condensación y subenfriamiento) de los vapores del refrigerante a alta presión y temperatura, que salen del compresor (descarga del compresor) y en la utilización de un circuito cerrado en el que se hace circular agua forzada mediante una bomba recirculadora, de tal forma que el agua que circula en el circuito cerrado se calienta en el primero de los intercambiadores de calor, al que entran directamente los vapores del refrigerante desde la descarga del compresor, y que posteriormente cede dicho calor al agua caliente sanitaria en el interior de un depósito, al circular por el interior de un serpentín situado en el interior de dicho depósito.

Para ello, de acuerdo con la invención, la instalación comprende un compresor, que está encargado de elevar la presión y temperatura de un refrigerante en estado gaseoso; un primer y un segundo intercambiadores de calor, en los que se lleva a cabo la condensación de los vapores procedentes del compresor; un circuito cerrado de agua, con bomba de recirculación, que pasa a través del primer intercambiador de calor y a través de un tanque contenedor de agua caliente sanitaria; y medios para seleccionar el paso de los vapores procedentes del compresor hacia el primero o segundo intercambiadores de calor.

Los medios de control antes citados pueden consistir en dos electroválvulas que controlan el paso de los vapores procedentes del compresor hacia el primero y segundo condensador.

También los medio de control citados pueden consistir en una válvula de tres vías.

El sistema objeto de la presente invención es completamente distinto a los indicados en los grupos 1 y 2, ya que en ellos no se considera la utilización de un intercambiador desrecalentador previo a condensador de la bomba de calor, sistema de aire acondicionado o sistema de refrigeración.

El sistema objeto de la presente invención también es completamente distinto al indicado en el grupo 3, ya que en estos es el propio refrigerante el que intercambia calor directamente con el agua caliente sanitaria en el interior del depósito.

El sistema objeto de la presente invención también es distinto a los sistemas del grupo 4, ya que, aunque tienen en común el uso de un intercambiador de calor adicional en serie con el condensador de la bomba de calor, sistema de aire acondicionado o de refrigeración, ya que en este sistema el agua que se utiliza para la producción del agua caliente sanitaria en el depósito se hace circular únicamente por el intercambiador desrecalentador y en un circuito cerrado, es decir, no circula previamente por el condensador de la bomba de calor, sistema de aire acondicionado o refrigeración. Es decir, el agua que se utiliza para la producción del agua caliente sanitaria en el interior de un depósito circulando por el interior de un serpentín situado en el interior de dicho depósito se calienta circulando únicamente por el intercambiador desrecalentador, sin circular previamente por el condensador. Además, el agua que se utiliza para la producción del agua caliente sanitaria circula en un circuito cerrado equipado con su propia bomba de recirculación.

Además, el sistema de producción de agua caliente sanitaria objeto de la presente invención también se diferencia de todos los conocidos en que, en los sistemas de bomba de calor o de aire acondicionado reversible, la válvula de inversión de ciclo se sitúa después del intercambiador desrecalentador, de tal forma que, independientemente de que la bomba de calor o sistema de aire acondicionado esté aportando calor o frío a través del sistema de emisión, por el intercambiador desrecalentador siempre circulan los gases calientes procedentes de la descarga del compresor lo que permite que siempre se pueda producir agua caliente sanitaria independientemente de que la bomba de calor o el sistema de aire acondicionado estén aportando calor o frío a través del sistema de emisión situado en el interior del edificio a climatizar.

Breve descripción de los dibujos En el dibujo único adjunto se muestra...

1. Sistema para la producción de agua caliente sanitaria en bombas de calor y sistemas de aire acondicionado y refrigeración cuyo principio de funcionamiento se base en un ciclo de compresión de vapor de simple etapa y en las que el proceso de compresión se realice mediante un compresor accionado eléctricamente y en los que el proceso de condensación del refrigerante se realiza en dos intercambiadores dispuestos en serie, de tal forma que el refrigerante procedente de la descarga del compresor circula por un primer intercambiador desrecalentador y después por un segundo intercambiador condensador, caracterizado por la utilización de un circuito cerrado de agua, con bomba de recirculación, en el que el agua circula por el primer intercambiador desrecalentador en el que se calienta mediante intercambio de calor con el refrigerante y posteriormente por un serpentín situado en el interior de una tanque en el que se produce el agua caliente sanitaria mediante la cesión de calor del agua que circula en el circuito cerrado y el agua sanitaria del depósito.

2. Sistema según reivindicación primera, caracterizado por que comprende medios de accionamiento que consisten en dos electroválvulas, que seleccionan el paso de los vapores procedentes del compresor hacia el primer intercambiador desrecalentador o hacia el segundo intercambiador condensador.

3. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que comprende medios de accionamiento que consisten en una electroválvula de tres vías que seleccionan el paso de los vapores procedentes del compresor hacia el primer intercambiador desrecalentador o hacia el segundo intercambiador condensador.

4. Instalación según reivindicación 1, caracterizado por que el primer intercambiador desrecalentador es un intercambiador de placas por el que circulan en contracorriente los vapores del refrigerante procedentes del compresor y el agua del circuito cerrado de producción del agua caliente sanitaria.

5. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que la salida de vapores del refrigerante del primer intercambiador de calor se conectan a la entrada del segundo intercambiador, a través de una conducción dotada de válvula antirretorno.

6. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que el circuito cerrado de agua incluye una válvula de seguridad presostática, un vaso de expansión cerrado, un sistema de carga con agua del circuito y una válvula antirretorno.

7. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por que comprende medios de control del circuito cerrado de agua, que actúan en función de la temperatura en el tanque contenedor de agua caliente sanitaria y actúan sobre la bomba de recirculación y sobre los medios de accionamiento para seleccionar el paso de los vapores procedentes del compresor al primer o segundo intercambiador.

8. Sistema según reivindicación 1, aplicable en bombas de calor reversible, caracterizado por la disposición de una válvula de inversión de ciclo justo antes del intercambiador condensador, después del primer intercambiador desrecalentador y de la válvula antirretorno situada después de éste y después, de los medios de accionamiento para seleccionar el paso de los vapores procedentes del compresor al segundo intercambiador de calor.

9. Sistema según reivindicación 1 caracterizado por un sistema de control, mediante la utilización de la medida de la temperaturas de ACS en el tanque, proporcionadas por uno o dos sensores, una temperatura de consigna, o bien una temperatura de consigna y un diferencial de temperatura, en el caso de utilizar un único sensor, y que en base a la comparación entre las medidas reales y la consigna actuará sobre la bomba circuladora y sobre las electroválvulas o la válvula de tres vías que permiten el direccionamiento de los vapores de refrigerante por el intercambiado desrecalentador o bien su envío directamente al condensador.