Acumulador intermedio en forma de un acumulador estratificado de agua caliente.

Acumulador intermedio con unas zonas (A, B, C) para el almacenamiento de agua a diferente temperatura,

siendo guiada por lo menos una tubería de fluido (W) térmicamente aislada a través de por lo menos dos zonas (A, B, C) del acumulador intermedio, caracterizado porque la tubería de fluido está aislada térmicamente por el lado interior.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09008021.

Solicitante: KIOTO Clear Energy AG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Solarstrasse 1 9300 St. Veit an der Glan AUSTRIA.

Inventor/es: Stricker,Erwin, Pavicsics,Reinhard, Cecil,Harald, Kreiner,Thomas.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24H9/12 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24H CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA O DE AIRE, QUE TIENEN MEDIOS PARA PRODUCIR CALOR, EN GENERAL (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor C09K 5/00; hornos de cracking térmico no catalítico C10G 9/20; dispositivos, p. ej. válvulas, para ventilación o aireación de recintos F16K 24/00; purgadores de agua de condensación o dispositivos análogos F16T; producción de vapor F22; aparatos de combustión F23; estufas domésticas u hornillas F24B, F24C; sistemas de calefacción doméstica o de otros lugares F24D; hornos, hornos de cuba, retortas F27; cambiadores de calor F28; dispositivos o elementos de calentamiento eléctrico H05B). › F24H 9/00 Partes constitutivas. › Empalme de los calentadores a las tuberías de circulación (empalmes de tubos en general F16L).
  • F28D20/00 F […] › F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28D INTERCAMBIADORES DE CALOR, NO PREVISTOS EN NINGUNA OTRA SUBCLASE, EN LOS QUE LOS MEDIOS QUE INTERCAMBIAN CALOR NO ENTRAN EN CONTACTO DIRECTO (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; calentadores de fluidos que tienen medios para producir y transferir calor F24H; hornos F27; partes constitutivas de los aparatos intercambiadores de calor de aplicación general F28F ); APARATOS O PLANTAS DE ACUMULACION DE CALOR EN GENERAL. › Aparatos o plantas de acumulación de calor en general (especialmente adaptadas para aplicaciones particulares, ver los grupos apropiados, p. ej. F24D 15/02 ); Aparatos cambiadores de calor regenerativos no cubiertos por los grupos F28D 17/00 ó F28D 19/00.

PDF original: ES-2379440_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Acumulador intermedio en forma de un acumulador estratificado de agua caliente.

La invención se refiere a un acumulador intermedio con varias zonas para el almacenamiento de agua a diferente temperatura.

Un acumulador intermedio genérico sirve para el almacenamiento de agua en el ámbito de una instalación de calefacción y/o de un suministro de agua caliente.

El acumulador intermedio sirve para compensar diferencias entre la cantidad de calor generada y consumida y, por ejemplo, compensar oscilaciones de potencia de una instalación solar y/o de una bomba de calor preconectada.

Con la ayuda del acumulador intermedio se puede almacenar, por ejemplo, agua caliente de una instalación solar en momentos de alta potencia y puede utilizarse en momentos de potencias menores. Con ello, se puede hacer funcionar la generación de calor, en cierta medida, de manera independiente del consumo. Globalmente se mejora de esta manera el rendimiento de una instalación de calefacción y/o agua caliente.

Para la reducción de pérdidas de calor, la carcasa del acumulador intermedio está por regla general aislada térmicamente.

Es asimismo conocido subdividir un acumulador intermedio en diferentes zonas, con el fin de conseguir una cierta estratificación de la temperatura, es decir poder formar, en la dirección vertical, zonas con agua a temperaturas diferentes. Para ello, las zonas son separadas entre sí mediante las denominadas chapas de capa. Entonces cada zona presenta por lo menos una entrada y una salida propias para el agua. Las chapas de estratificación pueden dejar, sin embargo, también aberturas libres, de manera que pueda circular agua de una zona a la zona contigua. Al mismo tiempo, el sentido de circulación cumple el principio físico de que el agua con una temperatura más alta asciende y el agua con una temperatura más baja desciende.

En los acumuladores intermedios de este tipo con zonas de temperatura diferentes pueden discurrir, a través de dos o más zonas del acumulador intermedio, en el interior del acumulador intermedio, tuberías que conducen agua para la carga y la descarga de las diferentes zonas de temperatura.

El documento DE 100 25 318 C1 da a conocer un acumulador estratificado (acumulador intermedio) para una instalación de calefacción o una instalación de suministro de agua caliente con una tubos ascendente primario (tubería de fluido) con un gran número de grupos de aberturas de salida, distanciadas verticalmente unas de otras, presentando el tubo ascendente primario un material mal conductor de calor o estando formado con él.

La invención se plantea el problema de mejorar el rendimiento de un acumulador intermedio.

En ensayos sistemáticos, se midieron las temperaturas en diferentes puntos en el interior de un acumulador intermedio y se evaluaron los resultados de medición. Al mismo tiempo resultó lo siguiente:

Para una temperatura de entrada del agua de aproximadamente 50º C al interior de la tubería de agua de acero y un caudal de 0, 3 l/min resultó, para una temperatura del agua del entorno de 18º C, a lo largo de un trayecto de 1, 2 metros, una pérdida de temperatura de 18º C. La temperatura del agua en el interior de la tubería se puede refrigerar en su caso tanto que el agua suministrada a través de esta tubería a una zona esté más fría que la temperatura del entorno de la zona. En lugar de calentar, como se desea, el agua de esta zona mediante el suministro de agua caliente, sería incluso refrigerada. Al contrario, el agua caliente guiada a través de una tubería a través de una zona podría calentar de forma indeseada el agua que hay en esta zona.

A partir de este conocimiento, la invención prevé, en su forma de realización más general, un acumulador intermedio, el cual está formado con zonas para el almacenamiento de agua a temperaturas diferentes, siendo guiada y aislada térmicamente por lo menos una tubería de fluido a través de por lo menos dos zonas del acumulador intermedio.

Mediante un aislamiento térmico de la tubería de fluido que discurre por el interior del acumulador intermedio se puede reducir drásticamente la pérdida de calor y con ello aumentar drásticamente el rendimiento del acumulador intermedio. La energía térmica del fluido, generalmente agua, aunque también gas, llega ahora mayoritariamente allí donde se la necesita.

Usualmente una tubería de fluido del tipo mencionado está realizada en acero. Una tubería de fluido de este tipo puede estar ahora aislada térmicamente por el lado interior y/o por el lado exterior. El aislamiento térmico tiene lugar, según la invención, por el lado interior.

Como material de aislamiento son adecuados, por ejemplo: EPDM (caucho de etileno propileno dieno) , SBR (copolímero estireno-butadieno) , caucho de cloropreno, o expresado de una manera general, cualquier material amortiguador el cual sea resistente al agua, prefiriéndose material aislante, de célula cerrada y flexible, el cual esté libre de clorofluorocarbonos (CFC) .

A estos pertenecen también materiales espumados tales como poliestireno espumado u otros tipos de caucho.

El aislamiento se puede aplicar como masa monolítica sobre el cuerpo del tubo. El aislamiento puede consistir, sin embargo, también en una pieza preformada previamente confeccionada. Por ejemplo, se embute en caliente, se monta y/o se adhiere sobre una manguera de aislamiento correspondiente por el lado exterior sobre la tubería de agua. Esto tiene lugar, según la invención, por el lado interior.

La tubería y el aislamiento se pueden confeccionar conjuntamente ya durante el procedimiento de fabricación.

Es asimismo posible fabricar la tubería exclusivamente con un material térmicamente aislante el cual presente, en 15 especial, las siguientes propiedades de aislamiento térmico para un grosor de pared usual (0, 5-5 cm) :

El material debe elegirse de tal manera que para un caudal comprendido entre 0, 1 y 5 l/min que pase a través de la tubería de agua y una longitud total de la tubería de agua aislada térmicamente en el acumulador intermedio comprendida entre 1 y 2 m, para una diferencia de temperatura con respecto a la temperatura del entorno de 30º C, resulte una pérdida de temperatura de como máximo 5º C, como máximo 4º C o, mejor aún, de como máximo 2º C.

Para un acumulador intermedio de 1.000 l de capacidad una tubería de agua de acero con un diámetro interior de aproximadamente 19 mm y un grosor de pared de aproximadamente 4 mm puede cumplir, por ejemplo, EPDM con un grosor de material correspondiente este criterio impuesto al material aislante.

Otras características de la invención resultan de las características de las reivindicaciones dependientes, así como de la restante documentación de solicitud.

La invención se explica a continuación con mayor detalle sobre la base de un ejemplo de forma de realización. Al mismo tiempo, la única figura muestra, de manera esquemática, una sección longitudinal de una acumulador intermedio aislado térmicamente por fuera (aislamiento I) con tres zonas A, B, C, reinando en la zona inferior C una temperatura supuestamente de 18º C aproximadamente, en la zona B una temperatura de supuestamente 30º C y en la zona superior A una temperatura media de supuestamente 60º C.

Las zonas A, B están separadas entre sí por una chapa de estratificación D y las zonas B, C lo están por una chapa de estratificación E, discurriendo las chapas de estratificación D, E, esencialmente, paralelos con respecto al fondo F del acumulador intermedio, esencialmente de tipo tonel (de tipo cilíndrico) , si bien a distancia de la pared G, con el fin de hacer posible un paso de agua desde una zona a una zona contigua.

Mediante flechas, se indican esquemáticamente entradas y salidas hacia las zonas A, B, C individuales.

Desde la zona A, discurre una tubería de agua W a través de la chapa de estratificación D, la zona B en la zona C y desde allí, hacia el exterior del acumulador intermedio.

45 En el ejemplo de forma de realización representado, una tubería de agua tiene un diámetro exterior de aproximadamente 27 mm, un diámetro interior de aproximadamente 19 mm (3/4") , un grosor de pared de aproximadamente 4 mm, estando adherido por el lado interior sobre un cuerpo básico de acero de aproximadamente 2 mm de grosor está adherida, como aislamiento, una manguera... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Acumulador intermedio con unas zonas (A, B, C) para el almacenamiento de agua a diferente temperatura, siendo guiada por lo menos una tubería de fluido (W) térmicamente aislada a través de por lo menos dos zonas (A, B, C) 5 del acumulador intermedio, caracterizado porque la tubería de fluido está aislada térmicamente por el lado interior.

2. Acumulador intermedio según la reivindicación 1, en el que la tubería de fluido (W) está realizada en acero.

3. Acumulador intermedio según la reivindicación 1, en el que la tubería de fluido (W) está aislada térmicamente con 10 un material plástico.

4. Acumulador intermedio según la reivindicación 1, en el que la tubería de fluido (W) está aislada térmicamente con un material que, para un caudal comprendido entre 0, 1 y 5 l/min a través de la tubería de fluido (W) y una longitud total de la tubería de fluido (W) térmicamente aislada en el acumulador intermedio comprendida entre 1 y 2 m, da una pérdida de temperatura de cómo máximo 5º C.

5. Acumulador intermedio según la reivindicación 1, en el que la tubería de fluido (W) está aislada térmicamente con un material que, para un caudal comprendido entre 0, 1 y 5 l/min a través de la tubería de fluido (W) y una longitud total de la tubería de fluido (W) térmicamente aislada en el acumulador intermedio comprendida entre 1 y 2 m, da una pérdida de temperatura de cómo máximo 4º C.

6. Acumulador intermedio según la reivindicación 1, en el que la tubería de fluido (W) está aislada térmicamente con un material que, para un caudal comprendido entre 0, 1 y 5 l/min a través de la tubería de fluido (W) y una longitud total de la tubería de fluido (W) térmicamente aislada en el acumulador intermedio comprendida entre 1 y 2 m, da una pérdida de temperatura de cómo máximo 2º C.

7. Acumulador según la reivindicación 1, en el que la tubería de fluido (W) está formada, por el lado interior, para el aislamiento térmico, por lo menos a tramos, con una manguera de aislamiento.

8. Acumulador según la reivindicación 1, en el que la tubería de fluido (W) presenta unas aberturas por el lado de la pared.


 

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