ES1076188U - Depósito calentador de acs mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía - Google Patents

Abstract

1. Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía caracterizado porque comprende:- un depósito (1) para almacenar el agua caliente,- un sistema de bomba de calor que le proporciona el calor necesario al agua mediante el condensador (3),- una camisa alrededor del equipo (4) que contiene material de cambio de fase (5) con punto de fusión comprendido entre 0 y 100ºC,- un termostato que indique la temperatura a la que se encuentra el agua en el interior del equipo,- y todos los elementos y medios necesarios para el buen funcionamiento del mismo y para favorecer la transferencia de calor,mediante el cual se puede almacenar la energía obtenida mediante la bomba de calor en el material de cambio de fase, para luego extraerla cuando la temperatura del depósito disminuya.2. Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según la anterior reivindicación, caracterizado porque comprende al menos una resistencia eléctrica (10) que le aporte calor adicional al sistema para periodos de mayor demanda energética.3. Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque comprende además un material aislante (6) y una carcasa (7) que le confieren mayor aislamiento y robustez al sistema respectivamente.4. Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según la reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de cambio de fase (4) utilizado puede ser de cualquier especie química.5. Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se usa una mezcla de material de cambio de fase y agua en el interior de la camisa (4).6. Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de cambio de fase se introduce en el interior del equipo en lugar de en una camisa externa.

Description

Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía.

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con los sistemas de bomba de calor para calentamiento y/o enfriamiento de fluidos, en concreto los usados para calentar depósitos de agua caliente sanitaria, y con los sistemas de almacenamiento de energía basados en materiales de cambio de fase.

Antecedentes de la invención

De sobra son conocidos los sistemas de bombas de calor, cuya función es calentar o enfriar un fluido siguiendo un ciclo de compresión de vapor. Los componentes básicos funcionales de una bomba de calor y su función son: compresor, que succiona y eleva la presión del fluido refrigerante; condensador, que condensa el gas proveniente del compresor; elemento de expansión, donde el fluido refrigerante pierde presión y temperatura y evaporador, donde el fluido evapora extrayendo calor de uno o varios focos.

Los sistemas de bomba de calor se pueden usar para el calentamiento de agua caliente sanitaria. Son igualmente conocidos los depósitos que se usan para el calentamiento de la misma, en los que el gas que proviene del compresor se condensa en el depósito cediendo calor al mismo.

También se conocen los depósitos de almacenamiento de energía, que contienen material de cambio de fase. Estos materiales tienen la peculiaridad de almacenar energía en forma de calor latente, de modo que al alcanzar su temperatura de fusión cambian de estado a temperatura constante, cediendo esta energía acumulada. Este tipo de depósitos encuentran normalmente su aplicación en las energías renovables, concretamente en el campo de la energía solar.

Sin embargo, por parte del inventor se desconoce la existencia de un equipo como el aquí presentado, consistente en la combinación de un depósito calentado por el sistema de bomba de calor, que a su vez, dispone de un sistema de almacenamiento de energía consistente en material de cambio de fase, ya sea en el interior del mismo equipo, o en su exterior rodeando al mismo mediante una camisa.

De esta manera, se logra un dispositivo con mayor capacidad energética, ya que se dispone por un lado de un depósito calentado por el sistema de bomba de calor, en cuyo interior se dispone de agua caliente, un buen medio para la acumulación de energía, que se ve mejorado a su vez por la incorporación de material de cambio de fase, que acumula una mayor cantidad de energía. De este modo se posee energía de una forma más instantánea, en el momento en el que es demandada.

Descripción de la invención

El objeto de la invención es un equipo para calentamiento de agua caliente sanitaria mediante un sistema de bomba de calor, cuya novedad es la incorporación de un depósito de material de cambio de fase que permite aumentar la capacidad de almacenamiento térmico del sistema.

El equipo consta de un depósito que contiene en su interior agua caliente sanitaria, el condensador del circuito de bomba de calor, el depósito de material de cambio de fase, un termostato, una resistencia eléctrica para periodos de alta demanda energética y todos los elementos auxiliares necesarios para su correcto funcionamiento.

El proceso de calentamiento comienza cuando el gas que sale del compresor del circuito de bomba de calor comienza a condensar en el depósito. De esta manera, el calor es cedido al agua, y a su vez al material de cambio de fase cuya temperatura de fusión estará en torno a la temperatura a la que se quiere mantener al agua. Así el material de cambio de fase, al tomar el calor comienza a fundirse, almacenando energía en forma de calor latente. En el momento en el que exista demanda de agua, comienza la entrada de agua fría en el depósito, por lo que la temperatura en el interior disminuye, de modo que el material de cambio de fase que estaba en estado líquido comienza a solidificarse, cediendo el calor latente acumulado y calentando al depósito.

De esta manera se logra aumentar la capacidad de almacenar energía con respecto a un depósito de agua convencional.

Entendemos por lo tanto, que la mejora con elementos accesorios, diferentes formas del depósito calentador de ACS, configuración distinta del sistema de almacenaje de energía y cambio en la composición o tipo de materiales de almacenamiento de energía que aquí se presenta no son elementos que vengan a crear de éste invento otro nuevo y distinto con suficiente novedad inventiva.

No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en la materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de la invención, así como desarrollar y llevar a la práctica el objeto de la misma.

Descripción de los dibujos

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor compresión de las particularidades del depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de los dibujos dispuestos en las páginas siguientes en los cuales, con carácter explicativo y no limitativo en cualquier caso, se ha representado lo siguiente:

Figura 1, en la que se ha representado un esquema del depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía exento de carcasa.

Figura 2, .en la que se ha representado un esquema del depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía en su parte externa y se ha realizado un corte transversal para que se observe el interior del mismo.

La numeración que aparece en las figuras es la misma para ambas, de modo que las partes comunes tienen la misma numeración.

Descripción de una forma de realización preferida

La descripción detallada de la realización preferida del procedimiento de la presente invención y de los elementos que la componen, se realiza a la vista de la figura 1 y 2. El sistema está compuesto por el depósito (1), en cuyo interior se aloja el ACS (2). Consta de un condensador (3), que en esta forma de realización se coloca en forma de serpentín alrededor de la base del depósito, por el que circula un fluido en fase gas que se condensa al ponerse en contacto con las paredes del depósito que está a menor temperatura. Una vez ha sido cedido el calor del condensador, se transmite al depósito (1) y a la misma vez al depósito de material de cambio de fase (5) que se coloca en esta forma de realización en una camisa externa (4) que rodea al depósito. De este modo, el material de cambio de fase (5) comienza a fundirse gracias al calor aportado a la vez que el agua comienza a calentarse. En el momento en el que alcance la temperatura deseada el termostato interrumpirá el aporte de calor al equipo.

Para evitar las pérdidas de calor con el exterior, el depósito (1) se sella con aislante (6) y se introduce en una carcasa (7) que además le confiere una mayor resistencia mecánica,.

Una vez que comience la demanda de agua, el agua caliente se expulsa por el conducto de salida de agua

(8)

a la vez que entra agua fría al equipo por su correspondiente conducto (9) , disminuyendo por tanto la temperatura en el interior del depósito (1). Debido a este descenso en la temperatura, el material de cambio de fase

(5)

comienza a cambiar de estado y por tanto a ceder calor, que es transferido al agua.

En esta forma de realización preferida, el depósito (1) cuenta además con una resistencia eléctrica(10), que se coloca para la asegurar la disponibilidad de agua caliente que en los periodos de mayor demanda térmica, en los que ni la bomba de calor ni el material de cambio de pudieran sean capaces de aumentar la temperatura del agua lo suficiente.

Claims (6)

1. REIVINDICACIONES

   1. Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía caracterizado porque comprende

   -

   un depósito (1) para almacenar el agua caliente,

   -

   un sistema de bomba de calor que le proporciona el calor necesario al agua mediante el condensador (3),

   -

   una camisa alrededor del equipo (4) que contiene material de cambio de fase (5) con punto de fusión comprendido entre 0 y 100 ºC,

   -

   un termostato que indique la temperatura a la que se encuentra el agua en el interior del equipo,

   -

   y todos los elementos y medios necesarios para el buen funcionamiento del mismo y para favorecer la transferencia de calor,

   mediante el cual se puede almacenar la energía obtenida mediante la bomba de calor en el material de cambio de fase, para luego extraerla cuando la temperatura del depósito disminuya.

2. 2.

   Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según la anterior reivindicación, caracterizado porque comprende al menos una resistencia eléctrica (10) que le aporte calor adicional al sistema para periodos de mayor demanda energética.

3. 3.

   Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque comprende además un material aislante (6) y una carcasa (7) que le confieren mayor aislamiento y robustez al sistema respectivamente.

4. 4.

   Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según la reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de cambio de fase(4) utilizado puede ser de cualquier especie química.

5. 5.

   Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según las reivindicaciones 1 a 5 , caracterizado porque se usa una mezcla de material de cambio de fase y agua en el interior de la camisa (4).

6. 6.

   Depósito calentador de ACS mediante bomba de calor con sistema de almacenamiento de energía según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de cambio de fase se introduce en el interior del equipo en lugar de en una camisa externa.