CALDERA DE BIOMASA PARA CALENTAR AGUA EN EL ÁMBITO DOMÉSTICO.

1. Caldera de biomasa para calentar agua en el ámbito doméstico,

que comprende:

una tolva (1) de almacenamiento de combustible sólido granulado,

una cámara de combustión (5) con un quemador (4),

un sistema alimentador de combustible (2) que lleva el combustible sólido granulado desde la tolva (1) al quemador (4),

una entrada de aire (21) por donde entra a la cámara de combustión (5) el aire comburente,

una entrada (A) y salida (B) del agua a calentar,

un extractor(11) para expulsar los gases procedentes de la combustión al exterior, y

un sistema intercambiador de calor entre los gases procedentes de la combustión y el agua a calentar;

caracterizado porque el sistema intercambiador de calor comprende:

- una cámara interna de gases (15) conectada a la cámara de combustión (5) y por la que circula los gases procedentes de la combustión;

- una cámara interna de agua (13) por la que circula el agua a calentar y que recubre la superficie externa de la cámara de combustión (5) y la cámara interna de gases (15);

- una cámara externa de agua (14) conectada a la cámara interna de agua (13) y por la que circula el agua a calentar;

- una cámara externa de gases (16) conectada a la cámara interna de gases (15) y por la que circula los gases procedentes de la combustión, estando dicha cámara externa de gases (16) ubicada entre la cámara interna de agua (13) y la cámara externa de agua (14) y en contacto con sus respectivas superficies.

2. Caldera de biomasa según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie interna de la cámara interna de gases (15) está en contacto con la superficie externa de la cámara de combustión (5).

3. Caldera de biomasa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara interna de agua (13), la cámara externa de gases (16) y la cámara externa de agua (14) tienen forma de U invertida.

4. Caldera de biomasa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la parte trasera de la cámara de combustión (5) está forrada de vermiculita.

Campo de la invención La presente invención se engloba dentro del campo de los dispositivos de calefacción domésticos y, más en particular, en el campo de las calderas que emplean un combustible sólido granulado (biomasa) para calentar agua destinada a un circuito de calefacción doméstico.

Antecedentes de la invención En la actualidad, la gestión de agua caliente sanitaria y la calefacción en viviendas mediante radiadores o suelo radiante se realiza mediante generación de energía térmica en una caldera. La energía se produce por el calentamiento de un fluido caloportador (agua) , de dos formas:

-Por la trasferencia de calor de los gases generados en el proceso de combustión, durante el recorrido que realizan desde foco del calor hasta la evacuación de los mismos, en el interior de la caldera.

-Por la propia energía generada en la combustión.

Las calderas domésticas de biomasa actuales realizan la transferencia de calor mediante tubos de diferentes diámetros, por los que circulan los gases y que están rodeados de agua, siendo éste un sistema complejo y con mayor coste de fabricación. Así por ejemplo, la caldera de biomasa divulgada en el modelo de utilidad ES1092733-U emplea un intercambiador de calor formado por una pluralidad de tubos por los que circulan gases procedentes de la combustión a alta temperatura que intercambian calor con el agua de un depósito.

La presente invención presenta una caldera con un sistema de transferencia de calor 30 diferente, mucho más eficiente y económico.

Descripción de la invención La presente invención hace referencia a un dispositivo de calefacción doméstico, en particular una caldera de biomasa que utiliza un combustible sólido granulado (pellet, hueso de aceituna, cáscara de almendra o piñón u otro combustible adecuado) para generar agua

caliente destinada a un circuito de calefacción. El dispositivo de calefacción doméstico posee una cámara de combustión cerrada donde se produce la combustión de forma controlada para generar calor.

La caldera de biomasa para calentar agua en el ámbito doméstico comprende una tolva de almacenamiento de combustible sólido granulado, una cámara de combustión con un quemador, un sistema alimentador de combustible que lleva el combustible sólido granulado desde la tolva al quemador, una entrada de aire por donde entra a la cámara de combustión el aire comburente, una entrada y salida del agua a calentar, un extractor para expulsar los gases procedentes de la combustión al exterior, y un sistema intercambiador de calor entre los gases procedentes de la combustión y el agua a calentar.

El sistema intercambiador de calor comprende una cámara interna de gases conectada a la cámara de combustión y por la que circula los gases procedentes de la combustión; una cámara interna de agua por la que circula el agua a calentar y que recubre la superficie externa de la cámara de combustión y la cámara interna de gases; una cámara externa de agua conectada a la cámara interna de agua y por la que circula el agua a calentar; una cámara externa de gases conectada a la cámara interna de gases y por la que circula los gases procedentes de la combustión, estando dicha cámara externa de gases ubicada entre la cámara interna de agua y la cámara externa de agua y en contacto con sus respectivas superficies.

En una realización preferente la superficie interna de la cámara interna de gases está en contacto con la superficie externa de la cámara de combustión.

La cámara interna de agua, la cámara externa de gases y la cámara externa de agua tienen preferentemente forma de U invertida, no descartando otro tipo de geometría que favorezca el intercambio entre las cámaras de gases y las cámaras de agua.

La parte trasera de la cámara de combustión está preferiblemente forrada de vermiculita.

El elemento diferenciador respecto a otras calderas ya conocidas reside en el recubrimiento de la superficie de la cámara de combustión con el fluido caloportador. Con ello se consigue que la superficie de intercambio de calor entre la cámara de combustión y el agua sea muy

superior y, por tanto, la potencia calorífica cedida al agua y el rendimiento energético sean elevados.

Además, presenta otra ventaja, ya que la presente invención puede ser instalada para reemplazar a una caldera antigua de tipo gas o gasoil, siempre y cuando éstos posean el tubo de evacuación de gases adecuado.

Breve descripción de los dibujos A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

Las Figuras 1A-1D muestra distintas vistas generales de la caldera de biomasa.

La Figura 2 representa una corte trasversal de la caldera de biomasa donde se muestran sus principales componentes.

La Figura 3 representa un corte frontal de la caldera de biomasa donde se muestran el recorrido de los gases de combustión y del agua.

La Figura 4 muestra la entrada y salida del agua en la caldera de biomasa.

Descripción detallada de la invención La Figura 1A muestra una vista en perspectiva de la caldera de biomasa y las Figuras 1B1D representan tres vistas laterales de la misma.

La Figura 2 muestra una corte trasversal de la caldera de biomasa (según la línea de corte F-F de la Figura 1B) donde se describen los principales componentes:

-Una tolva 1, donde se almacena el combustible.

-Un sistema alimentador de combustible 2, normalmente consistente en un tornillo sinfín movido por un motor 3, que lleva el combustible desde la tolva 1 al quemador 4 que está en el interior de la cámara de combustión 5. La parte trasera de la cámara de combustión está cubierta por vermiculita 12, para favorecer la combustión. Opcionalmente puede incluir el sistema de limpieza automática divulgado en el modelo de utilidad

ES1092733-U, consistente en el accionamiento de una rasqueta 7 que al moverse deja caer

los inquemados a un cajón cenicero 8.

-Resistencia 6, responsable de iniciar la combustión del combustible.

-Tubo de entrada de aire primario 21, -Extractor 11 (mostrado en la Figura 1C) , encargado de expulsar los humos al exterior a través de los tubos de evacuación de humos.

-Puerta de la cámara de combustión 9 revestida interiormente por vermiculita 10.

-Puerta inferior para extracción del cajón cenicero 20, revestida interiormente por vermiculita 10.

La caldera de biomasa incluye otros componentes como: bomba circuladora, vaso de expansión cerrado, racores de conexión, sistemas de seguridad (transductor de presión, depresímetro, termostatos de seguridad y sondas de temperatura) , placa electrónica con display para el manejo de la caldera.y circuito eléctrico correspondiente.

La Figura 3 muestra un corte frontal de la caldera de biomasa (según la línea de corte A-A de la Figura 1C) donde se puede observar el recorrido de los gases de combustión (representado por flechas sin relleno) , que está recubierto por ambas caras por cámaras de fluido (representado por flechas sombreadas, con relleno) que envuelven completamente dicho recorrido, favoreciendo la transferencia de calor.

El recorrido que realizan los gases es el siguiente: parten del quemador 4 donde se produce la combustión. La parte trasera de la cámara de combustión 5 está forrada de vermiculita 12 de espesor y densidad elevada, para aumentar aún más la temperatura de los gases de combustión. A partir de este punto, y derivado de la aspiración provocada por el extractor 11, los gases comienzan a circular por una cámara interna de gases 15, siguiendo por una cámara externa de gases 16. Dichas cámaras de gases (15, 16) están envueltas a su vez por una cámara interna de agua 13 y por una cámara externa de agua 14, por lo que el nivel de transferencia es muy elevado. Finalmente, los gases pasan por la cámara de extracción 17, previamente a su expulsión a través del extractor 11.

Las cámaras de gases (15, 16) tienen situados de forma estratégica diferentes registros de control y limpieza, desde los cuales se podrán realizar las operaciones de mantenimiento.

Asimismo, la caldera de biomasa puede incluir unos rascadores, ya conocidos en el estado del arte, que son piezas que mediante su accionamiento (en este caso desde el frontal) ,

rascan las paredes de las cámaras de gases, eliminado la suciedad que se adhiere a las mismas de forma que queden limpias para una óptima trasferencia del calor.

Igualmente, como también se muestra en...

1. Caldera de biomasa para calentar agua en el ámbito doméstico, que comprende:

una tolva (1) de almacenamiento de combustible sólido granulado,

una cámara de combustión (5) con un quemador (4),

un sistema alimentador de combustible (2) que lleva el combustible sólido granulado desde la tolva (1) al quemador (4),

una entrada de aire (21) por donde entra a la cámara de combustión (5) el aire comburente,

una entrada (A) y salida (B) del agua a calentar,

un extractor(11) para expulsar los gases procedentes de la combustión al exterior, y

un sistema intercambiador de calor entre los gases procedentes de la combustión y el agua a calentar;

caracterizado porque el sistema intercambiador de calor comprende:

- una cámara interna de gases (15) conectada a la cámara de combustión (5) y por la que circula los gases procedentes de la combustión;

- una cámara interna de agua (13) por la que circula el agua a calentar y que recubre la superficie externa de la cámara de combustión (5) y la cámara interna de gases (15);

- una cámara externa de agua (14) conectada a la cámara interna de agua (13) y por la que circula el agua a calentar;

- una cámara externa de gases (16) conectada a la cámara interna de gases (15) y por la que circula los gases procedentes de la combustión, estando dicha cámara externa de gases (16) ubicada entre la cámara interna de agua (13) y la cámara externa de agua (14) y en contacto con sus respectivas superficies.

2. Caldera de biomasa según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie interna de la cámara interna de gases (15) está en contacto con la superficie externa de la cámara de combustión (5).

3. Caldera de biomasa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara interna de agua (13), la cámara externa de gases (16) y la cámara externa de agua (14) tienen forma de U invertida.

4. Caldera de biomasa según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la parte trasera de la cámara de combustión (5) está forrada de vermiculita.