Dispositivo calentador de agua.

Sistema y dispositivo calentador de agua, referido a un sistema que genera electricidad a través de la propia presión del agua y calor a través de unas células peltier que transfieren de forma directa el incremento de temperatura al agua.

Puede ser utilizado en todo lugar que necesite un punto o conducción de agua caliente, ya sea en las industrias, en medios de transportes o en las viviendas.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400298.

Solicitante: FRANCISCO LOPEZ, Manuel.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FRANCISCO LOPEZ,Manuel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24H1/00 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). › Calentadores de agua que tienen medios para producir calor, p. ej. caldera, calentador de agua instantáneo, calentador de agua por acumulación térmica (F24H 7/00, F24H 8/00 tienen prioridad; partes constitutivas F24H 9/00; calderas de vapor F22B; estufas u hornillas de uso doméstico con medios adicionales para calentar agua F24B 9/00, F24C 13/00).
  • H01L35/30 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctrica en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 35/00 Dispositivos termoeléctricos que tienen una unión de materiales diferentes, es decir, que presentan el efecto Seebeck o el efecto Peltier, con o sin otros efectos termoeléctricos o termomagnéticos; Procesos o aparatos especialmente adaptados a la fabricación o al tratamiento de estos dispositivos de sus partes constitutivas; Detalles (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00). › caracterizados por los medios de cambio de calor de la unión.
Dispositivo calentador de agua.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo calentador de agua.

SECTOR TÉCNICO

Esta invención se engloba en el ámbito de los dispositivos para el calentamiento de agua potable para uso doméstico, industrial y comercial. Dentro de ellos, los que se obtienen por 5 calentamiento a través de energía limpia o renovable.

La presente invención genera electricidad a través de la propia presión del agua y genera calor a través de unas células peltier que transfieren de forma directa el incremento de temperatura (t) al agua. Puede ser utilizado en todo lugar que necesite un punto o conducción de agua caliente, ya sea en las industrias, en medios de transportes o en las viviendas. 10

Dicho sistema o dispositivo de calentamiento de agua puede ser instalado en los sistemas de abastecimiento de agua para el consumo y también para los sistemas de calefacción. Solo se necesita una conexión de agua con una presión mínima para que el sistema funcione de forma correcta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 15

La presente invención es capaz de generar agua caliente sin ningún tipo de consumo o gasto energético, ya que por sí mismo es capaz de generar energía eléctrica para generar agua caliente. La energía eléctrica se crea a través de la presión de agua que hace girar a una turbina, que convierte la energía de la presión del agua en movimiento giratorio o rotacional, que hace girar el eje del aumentador de velocidad que comunica un mayor giro al motor de 20 corriente continua que hace la función de dinamo. El dispositivo incluye una o varias células peltier que convierte la energía eléctrica en energía calorífica.

La presente invención aplica el mismo principio que las centrales hidroeléctricas, utiliza la presión o energía potencial del agua para generar electricidad. En este caso utilizamos la presión del agua para generar energía eléctrica. 25

En la gran mayoría de las patentes tanto nacionales, europeas e internacionales, el uso que se le da a la célula peltier, es la de eliminar calor o disminuir la temperatura de un fluido o un material que tiene una temperatura elevada o que emiten calor. Esta invención, dispositivo calentador de agua, utiliza la célula peltier para generar calor, en vez de enfriar.

También hay que considerar que las patentes encontradas, la energía que utilizan para el 30 funcionamiento de los sistemas patentados es energía externa al sistema patentado, mientras que esta invención sistema y dispositivo calentador de agua, es único y exclusivo; genera su propia energía eléctrica para el funcionamiento del dispositivo de efecto termoeléctrico con células peltier.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN 35

Esta descripción o ejemplo es un modelo no limitativo de las bondades de uso de esta invención, pudiendo ser utilizado en otros procesos, sistemas y lugares. Esta invención puede estar colocada en el punto de uso de agua caliente o puede estar en un sistema acumulador, que traslada el agua caliente a través de un circuito, ya sea este para abastecimiento o para calefacción. 40

Tanto en el uso de agua para la calefacción, como el uso para abastecimiento de agua, existen diferencias entre el uso individual o comunitario de esta invención:

- Si el uso es individual para un domicilio o casa. El dispositivo se pondría en los puntos de salida de agua caliente, el tamaño y potencia de la invención es menor. Pero sí aumentaría el número de dispositivos calentadores de agua, teniendo que multiplicarlos por los puntos de salida.

- Si el uso es comunitario. La dimensión de la invención deberá ser de mayor tamaño y 5 potencia calorífica, el número de dispositivos calentadores se reducirían. Pero las características de las conducciones y depósitos de dicho suministro deberán de disponer de unas características estructurales necesarios para evitar que el calor se pueda perder al exterior, como por ejemplo el aislamiento térmico, para que llegue de forma correcta al punto de uso. 10

Aunque existen diferencias del uso individual y comunitario, la aplicación de esta invención podrían ser complementarias y ser usadas a la vez.

Ya sea para el uso de abastecimiento o para calefacción, el principio de funcionamiento del dispositivo calentador de agua es el mismo:

La presión del agua hace mover unos alabes de la turbina o hélices de la bomba, que al 15 transmitir ese movimiento rotatorio al eje del aumentador de velocidad hace que el eje del motor de corriente continua (en este caso hace función de dinamo) genera una diferencia de potencial (V) suficiente para alimentar una o varias placas peltiers o células peltier cilíndrica. Dichas células generan un calor que al estar en contacto con el agua produce un aumento de temperatura, que es el fin que buscamos con esta invención. 20

Para una mayor aclaración de la representación de la invención, hemos realizado dos representaciones diferenciadas; una representación con células peltiers planas y otra representación con células peltier cilíndrica.

La descripción de los elementos que integran el dispositivo calentador de agua sigue el mismo principio de funcionamiento en ambas representaciones. 25

- La turbina; la función que se le está dando en esta invención, es inversa a la que normalmente se le suele dar uso; normalmente genera velocidad al fluido o agua a través del giro o revolución que la turbina o alabes transfiere por el motor. En esta invención el agua es el que genera la velocidad de giro a la turbina o alabes para que genere gran velocidad de giro o revolución al rotor del aumentador de velocidad que conecta al eje del 30 motor de corriente continua.

- El aumentador de velocidad; es un reductor de velocidad que es utilizado como "aumentador" de velocidad. Dicho dispositivo se colocaría entre la turbina y el dispositivo generador de electricidad (motor de corriente continua) . La función de dicho mecanismo es el de aumentar la velocidad de giro que llega de la turbina y que este transmite al eje del 35 motor de corriente continua. Se aplica un giro bajo en revoluciones en la entrada y se obtiene una velocidad de giro elevado en revoluciones a la salida de dicho intercambiador de velocidad. Con ello, se consigue que el motor de corriente continua funcione en el rango de velocidad óptima de funcionamiento. - El generador de electricidad; es un motor de corriente continua. En este caso el uso que se le está dando es inverso al que normalmente 40 se le aplica a un motor de corriente continua; normalmente aplicas energía eléctrica al motor para generar velocidad de giro o revoluciones por minuto. En esta invención utilizamos el motor como generador, aplicamos velocidad de giro al rotor o eje motriz para generar electricidad. Es convertir al motor de corriente continua en una dinamo.

- La célula peltier plana y célula peltier cilíndrica cumpliría dos funciones principalmente; 1. Enfriamiento o refrigeración del motor de la bomba y circuitos de alimentación 2. Crear y transferir calor al agua.

- El termostato; que conectaría o desconectaría la alimentación de las células peltier en el caso de que disminuyera o sobrepasara la temperatura de uso del agua caliente, como 5 medida de seguridad.

- El aislante; cumple la función de proteger de la disminución de temperatura (-t) que pueda generar la célula peltier que influye en el funcionamiento del motor, ya que este a temperaturas muy bajas puede reducir su rendimiento.

El dispositivo calentador de agua con células planas peltier comprende: 10

Un dispositivo generador de electricidad:

Turbina.

Aumentador de velocidad.

Motor de corriente continua.

Dispositivo generador de calor: 15

Células peltier planas; que transmita el calor generado al agua.

Dispositivo control de temperatura:

Termostato para control de temperatura del agua.

Las partes internas y externas del dispositivo son resistentes al óxido ya que están en contacto con fluido o agua. 20

Sistema contenedores estancos:

un sistema estanco interior donde se coloque las células peltier, termostato, aislamiento y cables.

un sistema estanco exterior para alojar en su interior todo el sistema y que sea estanco. 25

Conexiones de entrada y salida de agua.

Este dispositivo explicado anteriormente es en el caso de uso de placas peltier planas que son los que actualmente se comercializan. Pero en el caso de que la célula peltier pudiera fabricarse y comercializar de forma cilíndrica, podríamos reducir el tamaño del dispositivo y hacerlo más compacto. Consiguiendo que todo el dispositivo pudiera estar más integrado, por 30 lo que podríamos utilizarlos en el interior...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo calentador de agua, que se dispone en una conducción o línea de agua o fluido, caracterizado porque comprende los siguientes componentes:

- una entrada de agua o fluido (1, 17) ,

- una salida de agua o fluido (2, 18) , 5

- una turbina (8, 25) ,

- un dispositivo aumentador de velocidad (14, 20) conectado a la turbina (8, 25) ,

- un motor de corriente continua (9, 21) conectado al dispositivo aumentador de velocidad (14, 20) que aumenta la velocidad de giro del motor 10 generando electricidad,

- al menos un dispositivo termoeléctrico (11, 22) alimentado por el motor (9, 21) para generar calor, y

- un termostato (12, 27) que controla la temperatura del agua o fluido,

estando el dispositivo termoeléctrico (11, 22) en contacto directo con el agua que circula 15 por la conducción, realizándose una transferencia de calor de forma directa sin ningún tipo de elemento intercambiador de calor entre el dispositivo termoeléctrico (11, 22) y el agua, asegurando que transfiere la energía calorífica al fluido o agua directamente.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un cuerpo estanco hueco (2, 16) en cuyo interior se sitúan los componentes del 20 dispositivo, dicho cuerpo de un material de muy baja conductividad térmica, para evitar la transferencia térmica al exterior.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los componentes del dispositivo que están en contacto con el fluido o el agua, ya sean internos y externos, son resistentes al óxido. 25

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la entrada y salida de agua o fluido se encuentran en el mismo plano, pudiendo ser el mismo horizontal o vertical.

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la entrada y salida de agua o fluido se encuentran en distintos planos. 30

6. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (9, 21) y el aumentador de velocidad (14, 20) están incluidos o integrados en un mismo dispositivo.

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo termoeléctrico (11) es una célula Peltier plana. 35

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo termoeléctrico (22) es una célula Peltier cilíndrica.


 

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