Intercambiador de calor para el aprovechamiento del calor de las aguas residuales.

Elemento intercambiador de calor (8, 10) para el montaje en tuberías de aguas residuales (4),

cuyo lado superior (18) presenta una superficie de intercambio conductora de calor, con cámaras de intercambio de calor (22) dispuestas, comprendiendo el elemento intercambiador de calor (8, 10) en la sección transversal un canal de entrada (14) y superficies de salida (16) que se conectan a éste en ambos lados, caracterizado porque en la zona configurada como espacio libre, debajo del lado superior entre el canal de entrada (14) y las superficies de salida (16) están dispuestos conductos (12) de alimentación, retorno y distribución de un medio intercambiador de calor, estando configurados el punto de base (20) del canal de entrada (14), la zona inferior de los conductos (12) y/o los bordes libres de las superficies de salida (16) como apoyos para la disposición del elemento intercambiador de calor (8, 10) en la tubería de aguas residuales (4).

Intercambiador de calor para el aprovechamiento del calor de las aguas residuales La invención se refiere a elementos intercambiadores de calor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El documento DE19719311A da a conocer un elemento de este tipo.

La generación de energía a partir de las aguas residuales es conocida desde hace mucho tiempo. Se usan, por ejemplo, tuberías de aguas residuales que ya en la etapa de fabricación están equipadas con intercambiadores de calor, así como conductos de alimentación y retorno para los intercambiadores de calor. Un sistema de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento DE3521585A1.

Como la mayoría de los sistemas de tubería para aguas residuales no están equipados con intercambiadores de calor, se tiene en cuenta, por una parte, sólo una reinstalación completa de tubos de aguas residuales ya provistos de intercambiadores de calor o un equipamiento posterior de las tuberías de aguas residuales con intercambiadores de calor. En relación con el equipamiento posterior se conocen elementos intercambiadores de calor que se insertan en la parte inicial o final de la tubería de libre acceso y después de la inserción se empotran en hormigón para lograr un apoyo firme. Sin embargo, para esto resulta necesario poner al descubierto la sección transversal correspondiente de la tubería mediante una zanja a fin de posibilitar el montaje posterior.

Otra desventaja del reequipamiento de tuberías de aguas residuales con intercambiadores de calor radica en que debido al aumento de la sección transversal, estos provocan un estancamiento en la tubería de aguas residuales que es inaceptable. Para evitarlo existe la posibilidad de montar los conductos de alimentación, retorno y distribución del sistema de intercambio de calor en la parte superior de la tubería de aguas residuales, de modo que se puede evitar un estancamiento de las aguas residuales al ser posible diseñar el elemento intercambiador de calor con paredes muy delgadas. Sin embargo, esto tiene la desventaja de que los conductos situados en la zona superior del tubo de aguas residuales impiden la salida, ya que en caso de existir un nivel de aguas residuales correspondientemente alto, los artículos de higiene, el papel sanitario y otros materiales quedan atascados en las tuberías.

Es objeto de la presente invención proponer un elemento intercambiador de calor para la generación de energía a partir de las aguas residuales que se pueda instalar posteriormente en tuberías de aguas residuales ya existentes, sin impedir la salida de las aguas residuales en canal abierto. Se ha de proponer además un sistema de tubería correspondiente para tuberías de aguas residuales.

El objetivo en relación con el elemento intercambiador de calor se consigue de acuerdo con la reivindicación 1 y el objetivo en relación con el sistema de tubería, de acuerdo con la reivindicación 10.

Una idea básica del elemento intercambiador de calor según la invención, en especial para el montaje posterior en tuberías de aguas residuales, consiste en diseñar la altura de su sección transversal de modo que se pueda impedir un estancamiento de las aguas residuales que fluyen en canal abierto y evitar simultáneamente una disposición de los conductos de alimentación, retorno y distribución del medio intercambiador de calor en la sección transversal de la tubería de aguas residuales y, por tanto, fuera del elemento intercambiador de calor. A tal efecto, el elemento intercambiador de calor presenta un lado superior, que sirve como superficie de intercambio conductora de calor, 45 con cámaras de intercambio de calor dispuestas aquí. Visto en corte transversal, el lado superior del elemento intercambiador de calor configura un canal de entrada dispuesto preferentemente en el centro con superficies de salida que se conectan a ambos lados del canal de entrada y que descienden preferentemente de forma inclinada hacia el canal de entrada. El lado superior del elemento intercambiador de calor tiene convenientemente una configuración simétrica, visto en corte transversal. Las superficies de salida dispuestas a ambos lados del canal de 50 entrada se identifican también como bermas. La zona formada debajo del lado superior entre el canal de entrada y las superficies de salida proporciona suficiente espacio libre para disponer los conductos o conductos de suministro del sistema de intercambio de calor para la alimentación, el retorno y la distribución del medio intercambiador de calor. A fin de asegurar la posición, los conductos correspondientes están unidos de manera correspondiente con el lado superior del elemento intercambiador de calor. En el lado superior del elemento intercambiador de calor que 55 sirve como superficie de intercambio están previstas de forma conocida cámaras de intercambio de calor dispuestas debajo del lado superior del elemento intercambiador de calor que sirve como superficie de intercambio de calor. Se entiende aquí que las cámaras de intercambio de calor están unidas de forma conocida con los conductos de alimentación, retorno y distribución, por lo que el medio intercambiador de calor puede circular a través de las cámaras o los conductos mencionados antes. Para impedir un estancamiento de las aguas residuales debido a la presencia del elemento intercambiador de calor en la tubería de aguas residuales, la base del canal de entrada, o sea, el punto más bajo del canal de entrada, está configurada de modo que sirve como apoyo para disponer el elemento intercambiador de calor en la tubería de aguas residuales y, por tanto, no forma prácticamente ningún escalón en la zona más baja de la tubería de aguas residuales. Con el fin de poder disponer el elemento 5 intercambiador de calor en el tubo de aguas residuales en una posición segura y sin medidas de fijación adicionales, las zonas inferiores de los conductos de alimentación, retorno y distribución y/o los bordes libres de las superficies de salida están configurados asimismo como apoyo para la disposición del elemento intercambiador de calor. En correspondencia con la configuración de la tubería de aguas residuales se puede obtener así, por ejemplo, un apoyo de tres puntos del elemento intercambiador de calor mediante las zonas marginales libres de las superficies de salida o bermas, así como del punto de base del canal de entrada.

El elemento intercambiador de calor presenta ventajosamente en sus zonas extremas configuraciones de conexión para la conexión estanca a la presión y resistente a la tracción de uno o varios elementos intercambiadores de calor. A este respecto, la estanqueidad a la presión se diseña de modo que la presión existente en los conductos de 15 alimentación, retorno y distribución del medio intercambiador de calor no puede separar la unión entre los elementos intercambiadores de calor individuales. Por consiguiente, la resistencia a la tracción entre los elementos intercambiadores de calor se ha de crear ventajosamente para garantizar en caso de reparación o cambio la posibilidad de arrastrar los elementos intercambiadores de calor individuales, unidos entre sí, en el tubo de aguas residuales, por ejemplo, en dirección de un acceso de canal, sin que estos se separen uno de otro. La estanqueidad 20 a la presión y la resistencia a la tracción se pueden obtener aquí mediante medidas conocidas, como son las juntas, las uniones rápidas especiales, etc. Las cámaras de intercambio de calor están configuradas convenientemente al menos en la zona del canal de entrada. Sin embargo, las cámaras de intercambio de calor pueden estar previstas de manera ventajosa, visto en corte transversal, debajo de todo el lado superior del elemento intercambiador de calor, o sea, especialmente también en la zona de las superficies de salida que se conectan al canal de entrada. El grado de eficiencia del elemento intercambiador de calor aumenta debido a una disposición máxima de cámaras de intercambio de calor si se puede garantizar a la vez que las aguas residuales fluyan no sólo en la zona del canal de entrada, sino también en la zona de las superficies de salida o bermas.

La extensión longitudinal o transversal del elemento intercambiador de calor se puede seleccionar preferentemente de modo que éste se pueda insertar a través de un acceso de canal, sobre nivel del suelo, de la respectiva tubería de aguas residuales. En correspondencia con la distancia libre de los accesos de canal, la extensión longitudinal o transversal no debe ser superior preferentemente a 80 cm, con especial preferencia a 62, 5 cm. Al diseñarse de manera correspondiente las dimensiones del elemento intercambiador de calor existe la posibilidad de insertar... [Seguir leyendo]

1. Elemento intercambiador de calor (8, 10) para el montaje en tuberías de aguas residuales (4) , cuyo lado superior (18) presenta una superficie de intercambio conductora de calor, con cámaras de intercambio de calor (22) dispuestas, comprendiendo el elemento intercambiador de calor (8, 10) en la sección transversal un canal de entrada (14) y superficies de salida (16) que se conectan a éste en ambos lados, caracterizado porque en la zona configurada como espacio libre, debajo del lado superior entre el canal de entrada (14) y las superficies de salida (16) están dispuestos conductos (12) de alimentación, retorno y distribución de un medio intercambiador de calor, estando configurados el punto de base (20) del canal de entrada (14) , la zona inferior de los conductos (12) y/o los bordes libres de las superficies de salida (16) como apoyos para la disposición del elemento intercambiador de calor (8, 10) en la tubería de aguas residuales (4) .

2. Elemento intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el elemento intercambiador de calor (8, 10) presenta en sus zonas extremas configuraciones de conexión para una conexión, 15 que es estanca a la presión y resistente a la tracción, de uno o varios elementos intercambiadores de calor (8) más.

3. Elemento intercambiador de calor de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que las cámaras de intercambio de calor (22) están configuradas al menos en la zona del canal de entrada (14) .

4. Elemento intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la extensión longitudinal o transversal del elemento intercambiador de calor (8, 10) está seleccionada de modo que éste se puede insertar a través de un acceso de canal (2) , sobre nivel del suelo, de la respectiva tubería de aguas residuales (4) y no supera preferentemente una longitud de 80 cm y con especial preferencia una longitud de 62, 5 cm.

5. Elemento intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, estando configurado el canal de entrada (14) en forma de una sección arqueada.

6. Elemento intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que su lado

superior (18) está hecho con un material que es resistente a la corrosión y no reduce las velocidades de flujo, por ejemplo, acero fino.

7. Elemento intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que las cámaras de intercambio de calor (22) están configuradas en forma de al menos un elemento perfilado (24) dispuesto debajo del lado superior (18) del elemento intercambiador de calor (8, 10) , cuyo apoyo en el lado superior (18) configura las cámaras individuales (22) .

8. Elemento intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que un elemento intercambiador de calor configurado como elemento extremo o inicial (10) presenta en uno de sus 40 extremos libres una zona de tipo rampa configurada en forma de cuña.

9. Elemento intercambiador de calor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el lado superior (18) presenta un perfil que reduce la formación de una película biológica o una capa de lodo residual debido a las aguas residuales que fluyen.

10. Sistema de tubería para tuberías de aguas residuales, compuesto de varias tuberías de aguas residuales (4) y de al menos un acceso de canal (2) , sobre nivel del suelo, de un diámetro determinado con elementos intercambiadores de calor (8, 10) montados posteriormente en la tubería de aguas residuales (4) y unidos entre sí de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, que forman un canal para conducir las aguas residuales a 50 fin de aprovechar el calor de las aguas residuales, estando configurada la extensión longitudinal o transversal de los elementos intercambiadores de calor (8, 10) de forma igual o menor que el diámetro interior del acceso de canal (2) .

11. Sistema de tubería para tuberías de aguas residuales de acuerdo con la reivindicación 10, en el que varios tramos, separados unos de otros, de elementos intercambiadores de calor (8) unidos entre sí están 55 dispuestos en el sistema de tubería de aguas residuales.

12. Sistema de tubería para tuberías de aguas residuales de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que el empuje vertical de los elementos intercambiadores de calor (8, 10) insertados en la tubería de aguas residuales (4) es menor que su peso al estar completamente llena la tubería de aguas residuales.

13. Sistema de tubería para tuberías de aguas residuales de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12, en el que está dispuesta una corredera de lavado o cierre para interrumpir temporalmente la salida de aguas residuales.