1. Calentador de agua con recuperador de calor, caracterizado por estar constituido por una unidad compacta (1) envuelta en una carcasa exterior (19) que integra el depósito acumulador (2) recubierto de material aislante (3),

el cual contiene una masa térmica (20) que al calentarse, calentará el agua de consumo que circula por un serpentín (9) cuya entrada (10) está conectada al agua de red y su salida (11) a la red de agua caliente; siendo la fuente de generación de calor el bloque termodinámico (4) ubicado sobre el depósito y que contiene el compresor (5), el elemento de expansión (6), y demás elementos auxiliares; estando el condensador (7) sumergido en el depósito y el evaporador constituido por un panel metálico (8) exterior que integra un circuito (21) para el flujo de gas refrigerante; incluyendo además medios de generación de energía térmica auxiliares (13) así como medios de evacuación de condensados (15, 16, 17, 18) y medios de control; contando además el equipo con un sistema recuperador de calor compuesto por un conducto (14) a través del cual la turbina (12) aspira el aire de la parte superior del local, y lo hace recorrer el interior del grupo termodinámico, donde capta el calor disipado por el compresor, antes de ser impulsado a través del evaporador, lo que favorece la evaporación del fluido refrigerante y minimiza el consumo de energía del equipo.

2. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque los medios de generación de energía térmica auxiliar (13) consisten en una resistencia eléctrica comandada por medios de control propios.

3. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque los medios de evacuación de condensados consisten en una bandeja de recogida (15) situada bajo el evaporador donde desciende por gravedad la humedad que condensa en la superficie del panel evaporador (8), un detector de nivel (16) que percibe cuando es el momento devaciar la bandeja, accionando una bomba (17) que enviará los condensados hacia el depósito a través de un desagüe (18).

4. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque los medios de control consisten en un termostato que acciona el compresor y la turbina en función de la temperatura del agua.

5. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque el depósito acumulador se encuentra presurizado, siendo la masa térmica (20) la misma agua de consumo.

6. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque el evaporador (8) estará formado por una batería aleteada integrada en el interior del bloque termodinámico (4)

Calentador de agua con recuperador de calor.

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con los equipos para producir agua caliente sanitaria, concretamente con los equipos que generan agua caliente mediante aprovechamiento de la energía ambiental, destinados tanto al ámbito doméstico como industrial.

Antecedentes de la invención

Son sobradamente conocidos en el estado actual de la técnica, los equipos de generación de agua caliente que utilizan bombas de calor para conseguir tal fin. Estos calentadores de agua consisten en un ciclo de compresión en el que generalmente, el condensador se pone en contacto con agua acumulada y el evaporador es un intercambiador de calor constituido por un serpentín de tubo metálico aleteado, forzado por aire; de modo que constituyen un circuito frigorífico cerrado por el que circula un fluido refrigerante encargado de transportar la energía térmica por el sistema.

Sin embargo, por parte del inventor no se tiene conocimiento alguno de un dispositivo como el que presenta dicha solicitud ideado para producir agua caliente con alto rendimiento y bajo consumo energético debido a que engloba la eficiencia que de por sí presentan las bombas de calor, junto con un sistema capaz de aprovechar la carga térmica del local para favorecer el calentamiento del agua.

El dispositivo así constituido presenta la ventaja de disponer de forma compacta de un calentador de agua por bomba de calor, capaz de generar más del triple de energía de la que consume, y que además cuenta con un sistema recuperador de calor, que dirige el aire más caliente del local hacia el evaporador incorporado en la parte trasera del mismo equipo, favoreciéndose el rendimiento global del sistema y por tanto minimizándose su consumo de energía. Así mismo, este sistema permite rebajar la temperatura del local donde se ubique, por lo que es de uso beneficioso en lugares de elevadas cargas térmicas, como peluquerías, cocinas de restaurantes, gimnasios, garajes, industrias, etc.

Así mismo, al contar con el evaporador incorporado en el propio equipo, y al estar éste por tanto ubicado en el interior de un local, el margen de temperatura ambiente al cual el sistema se ve sometido, es medianamente estable, evitándose las pérdidas de rendimiento que sufren las bombas de calor cuando la temperatura ambiente alcanza valores muy reducidos (bajo cero).

Como resultado final se ha logrado un equipo de calentamiento de agua de bajo consumo, que alcanza mayor eficiencia que los métodos convencionales por bomba de calor y que además está diseñado de forma compacta para facilitar su integración en los locales, pudiendo ser ubicado como un electrodoméstico más.

Descripción de la invención

Concretamente, el objeto de la invención es un equipo para calentar agua mediante bomba de calor, que aumenta su rendimiento gracias a un sistema recuperador de energía ambiental.

En primer lugar, el equipo se compone de un depósito acumulador de agua, no presurizado, en el que dicha agua actuará únicamente como masa térmica, calentándose y cediendo su energía al agua de consumo que circulará a través de un intercambiador o serpentín, de modo que el agua de consumo no permanecerá acumulada, evitándose el riesgo de proliferación bacteriana.

Así mismo, el equipo cuenta con una bomba de calor, la cual incluye un compresor, un elemento de expansión, un condensador y un evaporador, todos conectados en un circuito cerrado por el que circulará un fluido refrigerante.

El condensador está constituido por un serpentín de tubo metálico, bien liso o aleteado, que va sumergido en el agua. Así mismo, el evaporador está formado por un panel de tipo roll-bond, constituido a su vez por dos planchas metálicas electrosoldadas, por cuyo interior queda definido un circuito para la circulación de fluido refrigerante. Este panel va ubicado en la parte posterior del equipo, anclado a la envolvente externa, quedando entre ambos un espacio que posibilita la circulación del aire, de modo que permite el aprovechamiento de las dos caras del panel como superficie de intercambio. Además, dicho intercambio se ve también favorecido gracias a una turbina que fuerza el paso de aire a través del panel evaporador.

El evaporador puede ser también conformado por una batería de intercambio compacta incluida en el mismo receptáculo del compresor.

El equipo cuenta además con un sistema recuperador de calor constituido por un conducto, que hace llegar hasta el evaporador el aire de la parte superior del local, zona donde éste se acumula a mayor temperatura. Este conducto está situado de tal forma que permite que el aire aspirado por la turbina pase a través del compresor, de modo que también se aprovecha la energía que éste disipa para ser transmitida al evaporador, refrigerándose además.

Los posibles condensados que se generen en la superficie del evaporador, descenderán por gravedad e irán recogidos en una bandeja ubicada en la parte inferior del equipo. Un detector de nivel conectado a una bomba, percibe cuando la cantidad de agua recogida es suficiente para ser retirada, y la bomba la impulsa hacia el depósito.

El modo de funcionamiento de la bomba de calor es el siguiente: el compresor aspira el gas procedente del evaporador y lo hace llegar a alta presión y temperatura al condensador, donde al entrar en contacto con el agua, condensa y alcanza el elemento de expansión en estado líquido. A su paso por el elemento de expansión, la disminución de presión sufrida, hace disminuir la temperatura de ebullición del fluido de modo que éste evapora debido a la diferencia de temperatura con el ambiente. Una vez en estado gaseoso es aspirado por el compresor, cerrando el ciclo. Gracias al sistema recuperador de calor, se recoge el aire de la parte superior del local, y se fuerza a pasar a través del panel evaporador, mediante la turbina. De esta forma, toda la energía térmica contenida en dicho aire será transmitida al fluido refrigerante, y a través de éste, al agua a calentar, de modo que se aumenta la eficiencia global del equipo.

Todo este funcionamiento va regido según medios de control, consistentes en un termostato, que hará arrancar o parar el compresor y la turbina según la temperatura que se alcance en el agua.

Como apoyo auxiliar, puede llevar incorporado una resistencia eléctrica de calentamiento, con sus medios propios de control, la cual puede utilizarse cuando las bajas temperaturas o la demanda superior en casos puntuales, hagan que la potencia del equipo frigorífico sea insuficiente.

Tanto el compresor, como el elemento de expansión y los demás elementos auxiliares del sistema, como elementos frigoríficos, accesorios eléctricos y elementos de control destinados a regular los modos de operación del dispositivo, van ubicados en un receptáculo denominado grupo termodinámico, integrado en el interior del equipo.

Este dispositivo constituye una unidad compacta, envuelta en una carcasa exterior que engloba al depósito acumulador, ubicándose sobre éste el grupo termodinámico y presentando el aislamiento adecuado para evitar pérdidas térmicas. El agua a calentar circulará por un serpentín, concéntrico al intercambiador de gas refrigerante, con sus correspondientes entrada y salida de agua.

Igualmente, se puede utilizar un depósito a presión, donde el agua acumulada es el agua de consumo.

La estética final del calentador de agua con recuperador de calor, puede ser tan diversa como diseños se quieran hacer del mismo manteniendo siempre los requisitos técnicos indispensables para su funcionamiento.

Entendemos por lo tanto, que la mejora con elementos accesorios o diferentes formas del objeto que aquí se presenta no son elementos que vengan a crear de éste invento otro nuevo y distinto con suficiente novedad inventiva.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma.

Descripción de los dibujos

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor compresión de las peculiaridades del calentador de agua con recuperador de calor que proponemos, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de los dibujos dispuestos en las páginas siguientes en los cuales, con carácter explicativo...

1. Calentador de agua con recuperador de calor, caracterizado por estar constituido por una unidad compacta (1) envuelta en una carcasa exterior (19) que integra el depósito acumulador (2) recubierto de material aislante (3), el cual contiene una masa térmica (20) que al calentarse, calentará el agua de consumo que circula por un serpentín (9) cuya entrada (10) está conectada al agua de red y su salida (11) a la red de agua caliente; siendo la fuente de generación de calor el bloque termodinámico (4) ubicado sobre el depósito y que contiene el compresor (5), el elemento de expansión (6), y demás elementos auxiliares; estando el condensador (7) sumergido en el depósito y el evaporador constituido por un panel metálico (8) exterior que integra un circuito (21) para el flujo de gas refrigerante; incluyendo además medios de generación de energía térmica auxiliares (13) así como medios de evacuación de condensados (15, 16, 17, 18) y medios de control; contando además el equipo con un sistema recuperador de calor compuesto por un conducto (14) a través del cual la turbina (12) aspira el aire de la parte superior del local, y lo hace recorrer el interior del grupo termodinámico, donde capta el calor disipado por el compresor, antes de ser impulsado a través del evaporador, lo que favorece la evaporación del fluido refrigerante y minimiza el consumo de energía del equipo.

2. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque los medios de generación de energía térmica auxiliar (13) consisten en una resistencia eléctrica comandada por medios de control propios.

3. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque los medios de evacuación de condensados consisten en una bandeja de recogida (15) situada bajo el evaporador donde desciende por gravedad la humedad que condensa en la superficie del panel evaporador (8), un detector de nivel (16) que percibe cuando es el momento de vaciarla bandeja, accionando una bomba (17) que enviará los condensados hacia el depósito a través de un desagüe (18).

4. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque los medios de control consisten en un termostato que acciona el compresor y la turbina en función de la temperatura del agua.

5. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque el depósito acumulador se encuentra presurizado, siendo la masa térmica (20) la misma agua de consumo.

6. Calentador de agua con recuperador de calor, igual a la reivindicación 1 y caracterizado porque el evaporador (8) estará formado por una batería aleteada integrada en el interior del bloque termodinámico (4).