Dispositivo de bomba de calor.

Dispositivo de bomba de calor

Descripción

La presente invención se refiere a un dispositivo de calefacción y refrigeración, respectivamente. Más específicamente, la invención se refiere a un dispositivo de este tipo que comprende una bomba de calor.

Las bombas de calor se utilizan frecuentemente para calefacción y/o refrigeración. Tal bomba de calor tiene dos lados, un lado caliente y un lado frío. En las llamadas bombas de calor reversibles, los dos lados pueden cambiar de lado, de manera que el lado caliente se convierte en frío y viceversa. Esto es útil en caso de que la bomba de calor funcione tanto para calefacción como para refrigeración, pero en diferentes momentos.

En un sistema cerrado, entre los dos lados en una bomba de calor de este tipo, fluye un medio de refrigeración. Cada lado está conectado térmicamente, a través de un intercambiador de calor respectivo, a un circuito externo, a través del cual circula un portador de calor, respectivamente. El término "portador de calor" se utiliza aquí para un líquido con la capacidad de transferir energía térmica de un lugar a otro cuando se transporta entre los dos lugares. En otras palabras, el portador de calor puede llevar calor o frío. En un ejemplo de un sistema de este tipo, el primer circuito exterior consiste en un orificio perforado para calentamiento geotérmico, y está conectado térmicamente al lado frío de la bomba de calor. Un segundo circuito exterior consiste en un sistema de calefacción para utilizar, por ejemplo, en un edificio, y está conectado térmicamente al lado caliente de la bomba de calor.

En tales sistemas, hay, por lo tanto, al menos dos circuitos separados presentes, que entre otras cosas requieren cada uno un medio de relleno y un tanque de expansión. Por lo tanto, se necesita una gran cantidad de componentes para fabricar tales sistemas. Esto conduce a un aumento de los costes en términos de una confiabilidad de producción innecesariamente deficiente, así como a demandas de mantenimiento innecesariamente altas. Además, la vigilancia de la operación se hace más difícil, ya que se requiere un sensor de presión separado en cada circuito. Además de esto, el inicio del sistema se complica, ya que el portador de calor debe llenarse en varios lugares diferentes.

En los sistemas convencionales de calefacción y refrigeración de una propiedad, a menudo existe un riesgo de congelación en el circuito que está conectado al lado frío de la bomba de calor durante la operación de enfriamiento, ya que el medio de enfriamiento en la propiedad se mantiene relativamente a temperaturas comparativamente bajas y se enfría aún más al entrar en contacto con el intercambiador de calor contra el lado frío de la bomba de calor, y dado que este medio de enfriamiento a menudo está compuesto de agua sin agente anticongelante agregado.

Además, cuando la bomba de calor está en funcionamiento, el circuito externo, que recibe energía térmica del intercambiador de calor, debe funcionar siempre en dichos sistemas con un flujo constante del portador de calor para evitar daños en el intercambiador de calor, debido a la calefacción exagerada. Este es un problema ya que los sistemas de calefacción, por ejemplo, el aire interior en un edificio, normalmente están conectados a uno o más reguladores de temperatura, que desconectan el circuito externo de absorción de energía térmica cuando se alcanza la temperatura del aire deseada. De este modo, la bomba de calor también debe apagarse para no dañarse, lo que conduce a una disminución de la eficiencia total del sistema. Además, el encendido y apagado repetido aumenta el desgaste de la bomba de calor.

La presente invención resuelve los problemas descritos anteriormente.

El documento WO 03/069240 A1 divulga un circuito combinado de calefacción y refrigeración de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, en el que un lado de calefacción de un circuito de refrigeración puede controlarse independientemente de un lado de refrigeración de dicho circuito de refrigeración.

Por lo tanto, la invención se refiere a un dispositivo para calefacción y refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1.

En lo que sigue, la invención se describirá con mayor detalle, con referencia a realizaciones de ejemplo de la invención y a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es una vista general principal de un dispositivo de acuerdo con la presente invención.

Una bomba 1 de calor comprende dos lados, uno caliente y otro frío. A cada lado, se dispone un primero 2 y un segundo 3 intercambiadores de calor, respectivamente. La bomba 1 de calor es del tipo líquido-líquido, lo que significa que está dispuesta para transferir energía térmica entre dos portadores de calor líquido.

De acuerdo con una realización preferida, la bomba 1 de calor es reversible, lo que significa que la bomba 1 de calor se puede utilizar tanto para calefacción como para refrigeración. Dependiendo del modo de operación elegido, ualquiera de los lados puede ser el lado frío. Durante la operación de calentamiento, el lado del primer intercambiador 2 de calor es el lado frío y el lado del segundo intercambiador 3 de calor es el lado caliente, y al revés durante la operación de enfriamiento.

En otras palabras, la bomba 1 de calor está dispuesta para poder transferir energía térmica desde el lado del primer intercambiador 2 de calor al lado del segundo intercambiador 3 de calor y al revés. Para lograr una buena instalación, operación y economía de mantenimiento para una bomba de calor de este tipo, se prefiere que el primer intercambiador 2 de calor esté dispuesto con la misma capacidad que el segundo intercambiador 3 de calor. Tal disposición de bomba de calor se conoce previamente por la patente sueca con número 0602688-4, la cual se incorpora aquí en su totalidad como referencia.

El primer intercambiador 2 de calor está conectado térmicamente a un primer circuito 10, en forma de un trabajo de tubería. En el primer circuito 10, se hace circular un portador de calor mediante el uso de un dispositivo 12 de bomba que es conocido per se.

De acuerdo con una realización preferida, el primer circuito 10 transporta el portador de calor hacia adentro y hacia arriba desde un depósito 13 de energía. Se observa que el depósito 13 de energía puede tomar muchas formas diferentes, tal como un circuito enterrado en el suelo o bajo el agua en un lago, o en forma de un agujero excavado o perforado en el suelo. Cuando el depósito 13 de energía está más caliente que el lado del primer intercambiador 2 de calor de la bomba 1 de calor, el portador de calor transfiere así la energía térmica del depósito 13 de energía a la bomba 1 de calor circulando en el primer circuito 10 por el uso del dispositivo 12 de bomba. En consecuencia, el portador de calor transfiere energía térmica desde la bomba 1 de calor al depósito 13 de energía en caso de que el depósito 13 de energía sea más frío que el lado del primer intercambiador 2 de calor de la bomba 1 de calor.

Además, el segundo intercambiador 3 de calor está conectado térmicamente a un segundo circuito 20, en forma de un trabajo de tubería. Un segundo dispositivo 22 de bombeo, conocido per se, está dispuesto para hacer circular un portador de calor en el segundo circuito 20.

Cuando el portador 1 de calor se ajusta a la operación de calefacción, es decir, para transferir energía térmica desde el primer intercambiador 2 de calor al segundo intercambiador 3 de calor, la energía térmica se transfiere desde el depósito 13 de energía al primer intercambiador 2 de calor, y a través de la acción de la bomba de calor sobre el segundo intercambiador 3 de calor y luego hacia el portador de calor en el segundo circuito 20. En este caso, la energía térmica agregada se puede utilizar para calefacción de un edificio (no se muestra) , tal como el calentamiento del agua del grifo y/o de aire interior.

Cuando, por otro lado, la bomba 1 de calor está configurada para la operación de enfriamiento, es decir, para transferir energía térmica desde el portador de calor en el segundo circuito 20, a través de la bomba 1 de calor y el portador de calor en el primer circuito 10 al depósito 13 de energía, el portador de calor enfriado se puede utilizar para refrigeración del edificio, tal como el enfriamiento del aire interior.

El segundo circuito 20 comprende un primer 31 y un segundo 41 intercambiador de calor adicional. El primer intercambiador 31 de calor adicional está conectado térmicamente a un tanque 30 de...