CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención pertenece al del suministro de agua caliente domiciliaria, en particular a un calentador de agua domiciliario que permita resolver los problemas de consumo de agua y energía eléctrica.

ANTECEDENTES

Dos de los grandes problemas que aquejan en la actualidad al planeta corresponden al consumo de agua y consumo de energía eléctrica. El agua, en particular, se está convirtiendo cada vez más en un bien escaso, llegando a niveles de probables racionamientos para su uso. Por otro lado, el consumo energético es un factor relevante a nivel domiciliario, en cuanto a costos que pueden generarse por su sobre consumo.

Uno de los dispositivos domiciliarios donde se conjugan ambos problemas, es decir, consumo de agua y consumo de energía eléctrica, corresponde a los calefones domiciliarios que operan en base a energía eléctricamente. Básicamente, estos dispositivos son utilizados para calentar agua para consumo humando, utilizando energía eléctrica para su encendido y algún medio combustible (gas licuado o natural, por ejemplo), para la generación de combustión que permita el calentamiento del agua.

En el mercado nacional e internacional existen calentadores de agua de gran volumen, industriales y domiciliarios. La temperatura del agua entregada por este tipo de sistemas no supera los 60°, y generalmente corresponden a sistemas eléctricos con un alto consumo de energía. El estado del arte ha buscado en parte a solucionar estas problemáticas. En este sentido, el documento DE2201628 describe un sistema de calentamiento de agua caliente con control de temperatura en un edificio, mediante una caldera de agua caliente y un tanque de agua conectado a esta caldera a través de un intercambiador de calor, que es paralelo al lado secundario del intercambiador de calor en una línea de agua de servicio que conduce al consumidor. Se dispone además una válvula de control de temperatura del agua entre la caldera y el tanque de agua de servicio, donde la válvula de control está ubicada en la línea de agua sanitaria que conduce a través del lado secundario del intercambiador de calor y está diseñado para que se abra cuando aumenta la temperatura del agua sanitaria en el intercambiador de calor.

Otra solución es la que presenta el documento US3171597, el cual describe una instalación de suministro de agua caliente para calefacción y agua caliente sanitaria para la cocina y el baño del tipo que tiene una caldera de calentamiento de agua caliente con una entrada de agua de calefacción inferior y un suministro de agua de calefacción de salida superior. El sistema comprende un tanque de agua caliente alargado vertical que tiene un serpentín de intercambio de calor para el agua caliente sanitaria que se extiende ligeramente por debajo del nivel del agua de forma transversal y restringe el flujo vertical a través de la sección transversal media superior del tanque de agua caliente de modo que toda el agua de calefacción que fluye hacia abajo a través del tanque. La instalación comprende además un tubo de inmersión que se extiende verticalmente en el centro de dicho tanque hasta el fondo y que tiene una conexión en la parte superior del tanque al sistema de calentamiento de agua caliente, y conexiones de agua caliente. El sistema comprende un compartimento superior compuesto de una cámara de expansión de aire por encima de la caldera, una cámara de entrada de agua caliente de calefacción debajo y en contacto directo con la cámara de expansión de aire por encima de dicho serpentín y una cámara de salida de agua caliente debajo del serpentín plano.

El documento EP2527750 describe una caldera que comprende un dispositivo calefactor adaptado para producir un fluido calefactor caliente en una salida de la caldera y para ser conectada a una entrada de un circuito calefactor que comprende al menos un dispositivo intercambiador de calor, como un radiador o un suelo radiante. La caldera comprende además una bomba de calor del tipo líquido / fluido, que comprende: un circuito primario, una salida del cual está conectada a una entrada de fluido del dispositivo de calentamiento y cuya entrada forma una entrada del fluido de la caldera adaptada para conectarse a una salida de retomo del circuito de calefacción, y un circuito secundario del cual una salida y una entrada de fluido están adaptadas para conectarse respectivamente a una entrada de fluido y una salida de fluido de un acumulador de agua caliente sanitaria, estando el circuito primario y el circuito secundario acoplados térmicamente para que el circuito primario transmita energía al circuito secundario.

Otra solución es la divulgada por el documento GB2237864. Dicho documento describe un sistema de agua caliente sanitaria, con un circuito primario calentado por una caldera y un circuito secundario que va desde un acumulador de agua caliente convencional para alimentar salidas de agua caliente como llaves y duchas, que incorpora adicionalmente un calentador eléctrico subsidiario en el circuito primario. El calentador subsidiario puede ser controlado por un termostato ubicado cerca de la parte inferior contra la carcasa exterior del cilindro. La ubicación del calentador subsidiario permite el calentamiento indirecto del agua secundaria cuando la caldera no está en uso y así evita la acumulación de depósitos de agua dura en un calentador de inmersión convencional en el agua secundaria. Por otro lado, el documento CA2182531 un sistema de tuberías de agua potable a presión mejorado, que comprende: un calentador de agua que tiene una entrada y una salida, estando dicha entrada en comunicación con un suministro de agua a presión; un primer miembro de conducto de tubería que tiene un primer extremo y un segundo extremo; estando conectado dicho primer miembro de conducto de tubería en su primer extremo a dicha salida del calentador de agua; un segundo miembro de conducto de tubería que tiene un primer extremo y un segundo extremo; estando conectado dicho primer extremo de dicho segundo miembro de conducto de tubería a un accesorio de descarga de agua; y en el que dicho segundo miembro de conducto de tubería está en comunicación fluida con dicho primer miembro de conducto de tubería de modo que dicho segundo extremo de dicho primer miembro de conducto de tubería y dicho segundo extremo de dicho segundo miembro de conducto están dispuestos entre dicho primer extremo de dicho primer miembro de tubería de conducto y dicho primer extremo de dicho segundo miembro de tubería; y que comprende además un tercer miembro de conducto de tubería que tiene un primer extremo y un segundo extremo; y en el que dicho tercer miembro de conducto de tubería está en comunicación fluida con dicha salida del calentador de agua y dicho segundo miembro de conducto de tubería de modo que dicho segundo extremo de dicho tercer miembro de conducto de tubería y dicho segundo extremo de dicho segundo miembro de conducto de tubería están dispuestos entre dicha salida del calentador de agua y dicho dispositivo de descarga de agua; y en el que dicho primer miembro de conducto de tubería tiene un primer diámetro interior, y dicho segundo miembro de conducto de tubería tiene un segundo diámetro interior, y dicho tercer miembro de conducto de tubería tiene un tercer diámetro; y en el que dicho primer diámetro es mayor que dicho segundo diámetro; y dicho primer diámetro es mayor que dicho tercer diámetro. El documento GB2266762 describe un sistema de calefacción que comprende un intercambiador de calor para proporcionar agua caliente sanitaria a presión de la red instalada externamente y extraer su energía térmica de un acumulador térmico. El acumulador térmico puede ser calentado directamente por un calentador de inmersión o indirectamente usando una caldera calentada con cámara de combustión. El circuito primario incluye una bomba controlada en dependencia de un termostato del acumulador térmico termostato y sensor de caudal en un circuito secundario de agua sanitaria.

El problema principal que presentan las soluciones antes descritas es que se basan principalmente en la acumulación de aguan en sistemas secundarios, los cuales pueden ser utilizados de manera posterior. Adicionalmente, la operación de los sistemas secundarios requiere que el sistema primario se encuentre en funcionamiento, y no es posible su utilización de manera independiente.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere con un sistema de calentador de agua domiciliario, el cual permita resolver el problema del consumo de agua y el problema del consumo de energía eléctrica.

Para resolver el problema del consumo del agua, el sistema de la presente invención permite el funcionamiento en paralelo al uso cotidiano domiciliario conformado por un sistema primario destinado al consumo principal, como una ducha o lavaplatos, y un sistema secundario destinado a un consumo de respaldo, y que corresponde a un sistema de calentamiento de agua auxiliar.

De esta forma, no se requiere del llenado de un recipiente auxiliar, como un termo o calentador de agua, para el consumo de agua caliente. De esta forma, el sistema extrae una mínima parte de agua del sistema primario de alimentación de agua a un sistema secundario, permitiendo ahorro permanente de agua sin afectar la presión en el uso de un sistema primario, como ducha, por ejemplo.

Adicionalmente, para resolver el problema del consumo de energía eléctrica, el sistema de calentamiento de agua auxiliar de la presente invención utiliza la misma fuente de energía calórica utilizado para el sistema primario, como gas, por ejemplo, y en el mismo instante de tiempo en que es utilizado, por tanto, no depende de una fuente de energía externa para obtener agua caliente a 100°, y, consecuentemente, obtener un ahorro de energía eléctrica.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con ejemplos preferentes de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La Figura 1 representa un esquema de un sistema calentador de agua domiciliario con un sistema secundario para calentar agua, de acuerdo a una modalidad de la invención.

La Figura 2 representa un esquema de un sistema secundario para calentar agua que puede ser montado en un sistema de calentador de agua domiciliario, de acuerdo a una modalidad de la invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La invención se relaciona con un sistema de calentador de agua domiciliario (100), el cual está destinado para suministrar agua caliente para el uso habitual en un domicilio, y, a su vez, definir un sistema secundario que permite utilizar agua caliente para otros usos, de manera tal que se obtiene un ahorro en el uso de agua y en consumo energético.

El sistema de calentador de agua (100), como el mostrado en la Figura 1 , se encuentra cubierto por una carcasa (101), está constituido por al menos una entrada (1) de agua fría, mediante la cual ingresa el agua desde la red domiciliara de distribución; una salida de agua caliente (2) para servicio, en particular para uso en cocinas y duchas, la cual se encuentra conectada a una red de distribución intradomiciliana; y un conectar (3) para entrada de gas, conectado a la red de distribución de gas o a un cilindro de gas.

La entrada (1) de agua fría se conecta con una línea de circulación (4) de agua, la cual se encuentra en contacto térmico con un dispositivo de intercambio de calor (5) y lleva el agua hasta la salida de agua caliente (2). El agua fría ingresa a una temperatura que varía entre los 5 ^o y 18° y una presión que varía entre 1 ,8 a 2, 5 bar. La línea de circulación (4) comprende al menos un sensor de temperatura (6), para determinar la temperatura del flujo de circulación. Dicho sensor de temperatura (6) envía la información a un módulo de control (7), el cual comprende preferentemente una pantalla y una botonera que permite al usuario controlar la temperatura deseada e informarse de la presión y temperatura dentro de la línea de circulación (4). Dicho módulo de control (7) es alimentado eléctricamente por un dispositivo de alimentación de energía eléctrica (8). En una modalidad de la invención, el dispositivo de alimentación de energía eléctrica (8) corresponde a una caja de baterías.

El conectar (3) para entrada de gas recibe el gas desde la red domiciliario y mediante una línea de distribución de gas (9) hacia un conjunto de inyección (10), dispuesto en la parte inferior del calentador de agua (100) y bajo un conjunto quemador (11). De esta forma, el gas es inyectado por el conjunto de inyección (10) al conjunto quemador (11) para iniciar le proceso de combustión, en donde el encendido se realiza mediante un dispositivo de encendido y detección de llama (12), el cual se dispone preferentemente sobre el conjunto quemador (11 ). La parte superior del calentador de agua (100) comprende un corta tiro (13), para permitir la salida de los gases de escape desde el conjunto quemador (11). Por otro lado, el conjunto de inyección (10) se encuentra conectado a una válvula de seguridad (14), en caso de que exista sobrepresión en dicho conjunto de inyección (10), donde dicha válvula de seguridad se dispone preferentemente en una parte inferior del calentador de agua (100).

El calentador de agua (100) comprende además un sistema secundario (20) para calentar agua, tal como se muestra en la Figura 2, donde dicho sistema secundario (20) está destinado a aprovechar el calor residual producido por el conjunto quemador (11), permitiendo calentar agua a temperatura cercana a las 80° a 100°C. El sistema secundario (20) está constituido por una entrada de agua (21), conectada a la línea de circulación (4), permitiendo el ingreso de agua por presión a una línea de entrada (22), la cual permite dirigir el flujo a una pluralidad de lámelas (23), las cuales se encuentran dispuestas justo sobre el conjunto quemador (11), donde se logra el sobrecalentamiento del agua. La línea de entrada (22) comprende una válvula de retención (24) para impedir el retomo del flujo. En una modalidad de la invención, desde la línea de entrada se deriva una línea de alivio (25), que permite la salida de aire o vapor sobrecalentado desde el sistema secundario (20) y lo dirige preferentemente hacia el corta tiro (13), donde dicha línea de alivio (25) comprende una válvula de retención (26), para impedir el retomo del flujo de aire/vapor sobrecalentado.

La pluralidad de lámelas (23) permite mantener agua sobrecalentada, aprovechando la operación del calentador de agua (100) producto del calor generado por el conjunto quemador (11) durante el proceso de combustión habitual del funcionamiento de dicho calentador de agua (100). Para poder determinar la temperatura del agua sobrecalentada en la pluralidad de lámelas (23), el sistema secundario (20) comprende además un sensor de temperatura (27), dispuesto en la pluralidad de lámelas (23) y que envía la información de la temperatura a un módulo de control (28), el cual comprende preferentemente una pantalla y una botonera que permite al usuario controlar la temperatura deseada e informarse de la presión y temperatura dentro de la pluralidad de lámelas (23). Dicho módulo de control (28) es alimentado eléctricamente por el dispositivo de alimentación de energía eléctrica (8).

La pluralidad de lámelas (23) comprende un punto de descarga, el cual se conecta con una línea de descarga (29). Dicha línea de descarga lleva el agua hacia el exterior del calentador de agua hacia un depósito de agua caliente (30). Dicho depósito de agua caliente (30) se dispone de tal manera que cualquier usuario puede extraer agua caliente para uso propio, mantenido el agua en un rango de 80° a 100° C. La extracción del agua se realiza preferentemente mediante una válvula manual (31).

Para poder controlar el paso del agua desde la pluralidad de lámelas (23) hacia el depósito (30), la línea de descarga (29) comprende un conjunto válvula presostato (32), actuando de esta forma de acuerdo a la presión que existe al interior de la pluralidad de lámelas (23) para descargar agua al depósito (30). El conjunto válvula presostato (32) actúa a una presión del orden de los 0, 5 a 1 ,5 bar, dependiendo de las condiciones de presión atmosférica. De esta manera, el sistema secundario (20) de la invención permite el calentamiento de agua aprovechando el calor residual que se obtiene a partir del conjunto quemador (11) durante la operación normal del calentador de agua (100), trayendo el consecuente ahorro de energía calórica y eléctrica para el calentamiento de agua a nivel domiciliario. En efecto, el agua que es utilizada por el sistema secundario (20) no afecta el flujo y presión del agua que es distribuida desde el calentador de agua (100) a través de la salida de agua caliente para servicio (2).

LISTA DE REFERENCIAS

(100) Calentador de agua

(101) Carcasa

(1 ) Entrada de agua fría

(2) Salida de agua caliente para servicio

(3) Conectar para entrada de gas

(4) Línea de circulación

(5) Dispositivo de intercambiado de calor

(6) Sensor de temperatura

(7) Módulo de control

(8) Dispositivo de alimentación de energía eléctrica

(9) Línea de distribución de gas

(10) Conjunto de inyección

(11) Conjunto quemador

(12) Dispositivo de encendido y detección de llama

(13) Corta tiro (14) Válvula de seguridad

(20) Sistema secundario para calentar agua

(21) Entrada de agua

(22) Línea de entrada de agua

(23) Pluralidad de lámelas

(24) Válvula de retención línea de entrada

(25) Línea de alivio

(26) Válvula de retención línea de alivio

(27) Sensor de temperatura de lámelas

(28) Módulo de control

(29) Línea de descarga

(30) Depósito de agua caliente

(31) Válvula manual

(32) Conjunto válvula presostato